模具材料及其热处理2(2)
模具技术要求
模具技术要求-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII模具技术要求一．模具材料及热处理要求1.拉延、成形类模具外板件拉延序凸模、凹模及压边圈使用GGG70L铸铁，淬火硬度HRC50-55；内板件凸模、凹摸及压边圈使用MoCr铸铁,淬火硬度HRC50-55。
特殊情况下须渗氮或TD处理（模具图纸会签时确认）。
变形剧烈及高强度钢板（抗拉强度≥350MPa）的制件应采用整体镶Cr12MoV；淬火硬度要达到HRC58—62。
基体采用HT300。
采用键槽与螺栓链接。
GGG70L铸件厂：天津虹岗或长城精工或经甲方认可的同等铸造品质铸造厂。
2.冲裁类模具普通板料零件料厚小于或等于1.2mm的刃口镶块可采用空冷钢（7CrSiMnMoV 或ICD-5）,淬火硬度HRC55-60；料厚大于1.2mm的采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58～62。
料厚大于等于1.4mm的镶块采用波浪刃口。
高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58～62。
所有凹模镶块、废料刀均采用背托，凹模采用镶块结构，凸模可采用整体结构。
模具基体采用HT300。
3.翻边、整形类模具中大型模具凹模镶块原则上应采用侧面固定式以便于调整；小型模具可采用整体式结构，料厚大于1.4mm的凹模采用镶块式。
零件料厚小于或等于1.2mm，材料可选用MoCr/7CrSiMnMoV；零件料厚大于1.2mm 的采用Cr12MoV或与之相当的材料（应取得甲方工艺认可，具体以会签为准）。
普通板料的制件凸模可采用合金铸铁，表面淬火硬度不低于HRC50；高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58-62；如采用分体或镶块式基座（底板）可采用HT300的材料。
对于部分易拉毛部位，必要时需进行TD处理。
4.压料（退料）顶出器可采用铸造结构，但应根据其强度要求，决定用铸铁或球铁或铸钢材料（工艺会签时，甲方根据具体结构决定）。
模具材料及热处理试题库
模具材料及热处理试题库模具材料及热处理试题库一、选择题1、下列哪种材料不适合用于制造模具？（） A. 钢材 B. 铝合金 C. 铜合金 D. 锌合金2、下列哪种热处理方法用于提高模具的硬度和耐磨性？（） A. 正火 B. 退火 C. 淬火 D. 回火3、下列哪种组织结构会出现在经过淬火和回火的模具中？（） A. 珠光体 B. 索氏体 C. 马氏体 D. 贝氏体二、简答题1、请简述模具材料的选用原则。
2、请说明淬火和回火在模具制造过程中的作用及适用场景。
3、请阐述模具的硬度和耐磨性与其热处理工艺的关系。
三、分析题某模具经过淬火和回火后，在使用过程中出现韧性不足、耐磨性差和容易开裂等问题。
请分析可能的原因，并提出改进方案。
四、论述题请论述模具材料及热处理工艺的发展趋势，并说明其对模具制造业的影响。
答案：一、选择题1、B 2. C 3. D 二、简答题2、模具材料的选用原则包括模具的使用性能、工艺性能和经济性能。
使用性能方面，要选择具有高硬度和耐磨性的材料；工艺性能方面，要选择可加工性好的材料；经济性能方面，要选择成本低且易于获得的材料。
3、淬火和回火在模具制造过程中的作用及适用场景如下：淬火：通过快速冷却使模具表面硬化，提高其硬度和耐磨性。
适用于要求表面硬度高、耐磨性好的模具。
回火：在淬火后进行回火，以消除淬火引起的内应力，提高模具的韧性。
适用于要求韧性好、不易开裂的模具。
4、模具的硬度和耐磨性与其热处理工艺的关系如下：淬火和回火工艺可以提高模具的硬度和耐磨性。
淬火使模具表面硬化，回火则提高模具的韧性，二者结合可使模具兼具高硬度和耐磨性。
但若热处理工艺不当，可能会导致模具出现韧性不足、耐磨性差和容易开裂等问题。
三、分析题可能的原因：5、淬火温度过高，导致奥氏体晶粒粗大，降低模具的韧性和耐磨性。
6、回火温度偏低或时间不足，导致内应力消除不彻底，影响模具的韧性。
7、淬火和回火过程中冷却速度不够稳定，导致模具内部应力不均匀，易产生开裂。
工程材料基础-模具材料及热处理实例分析案例-5
案例1 Tl0钢冲裁凹模的热处理组合凹模如图1-1所示，模具材料为Tl0钢，硬度为60～64 HRC，要求了解材料的性能并掌握热处理规范。
图1-1 Tl0钢组合凹模T10钢为过共析低淬透性冷作模具钢，含碳量在0.95%～1.15%之间，价格便宜，原材料来源方便，加工性能良好，淬火温度低，热处理后具有较高的表面硬度和较好的耐磨性。
由于碳素工具钢淬透性低、淬火温度范围窄、淬火变形大，因此不宜制作大中型和复杂的模具零件，只适宜制造尺寸较小、形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷作模具。
T10钢热处理性能较好，在780℃～800℃加热，仍保持细晶粒组织，而且淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，有利于耐磨，所以应用较广，适宜制造耐磨性要求较高的模具，如冷冲模、拉丝模、切边模等。
碳素工具钢的淬透性依工件大小差异很大。
实践证明：截面尺寸小于4～5 mm时油冷可淬透；5～15 mm时必须水冷才能淬透，超过20～25 mm时水冷也不能淬透。
碳素工具钢淬火后存在较大内应力，韧性低，强度也不高，必须再经过低温回火，使钢中的残余内应力消除，力学性能得到改善，模具才能得以应用。
该模具是组合凹模，其中15mm处为配合尺寸，要求变形小。
因孔型多，尺寸较大，采用Tl0钢淬火变形开裂可能性较大，要保证T10钢淬火变形小，常采用碱浴分级淬火。
而该模具厚度为32 mm，超过了Tl0钢碱淬的临界尺寸，不能淬透；若采用水淬油冷，销钉孔处又易开裂，现采用预冷后三液淬火，其工艺曲如图1-2所示。
图1-2 T10钢组合凹模的淬火工艺曲线采取的热处理工艺措施有：(1)延迟淬火。
T10钢模具淬火过程中，热应力起主要作用。
延迟淬火是减少热应力的措施之一，其操作方法是模具钢奥氏体化后先空冷，使其冷却到740℃左右然后进行淬。
740℃左右时，模具呈樱红色，表面挂白盐。
(2)由于冲裁模要求刃口部位硬度高，其余非工作部位硬度要求不太高，可采用仅使刃口局部淬硬的方法，以减小模具淬火后的比容变化；有利于防止淬火变形。
常用模具材料及热处理
常用模具材料及热处理常用的模具材料有许多种，每一种材料都具有独特的特点和适用范围。
而热处理则是在模具制造过程中必不可少的一步，可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。
以下是几种常用的模具材料和热处理方法。
一、常用的模具材料：1.铝合金：铝合金具有良好的导热性能和成型性能，重量轻，价格便宜。
适用于制造小型模具或高精度的塑料模具。
2.铝青铜：铝青铜具有良好的导热性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，适用于制造高速冲压模和注塑模。
3.铜合金：铜合金具有良好的导热性能和热膨胀系数，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
4.微晶玻璃钢：微晶玻璃钢具有高强度、耐磨性和抗腐蚀性能，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
5.构造钢：构造钢具有高强度和耐磨性能，适用于制造大型的冲压模。
6.热作模具钢：热作模具钢具有优良的耐热性和抗热疲劳性能，适用于制造高温下工作的模具。
7.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，适用于制造化学模具和食品模具。
二、热处理方法：1.淬火：淬火是常用的热处理方法之一，通过迅速冷却材料，使其获得高硬度和高强度。
淬火温度和冷却介质根据材料的不同而不同。
2.回火：回火是淬火后的一个步骤，通过加热材料到一定温度并保持一段时间，降低材料的硬度和脆性，提高其抗冲击性和韧性。
3.淬火回火：将材料先进行淬火然后回火的组合处理，既能获得高硬度也能提高韧性。
4.预淬火：预淬火是在热处理之前先进行一次淬火，然后再进行其他热处理工艺，可以提高热处理的效果。
5.淬火再回火：在完全淬火和回火的基础上，再进行一次淬火和回火，以进一步提高材料的性能。
6.等温淬火：将材料加热到一个特定温度并保持一段时间，然后进行快速冷却，可以使材料获得均匀细小的组织和高硬度。
7.渗碳：通过在材料表面渗入一定的碳元素，提高材料的表面硬度和耐磨性。
总结：常用的模具材料有铝合金、铝青铜、铜合金、微晶玻璃钢、构造钢、热作模具钢和不锈钢等。
热处理方法包括淬火、回火、预淬火、淬火回火、等温淬火、淬火再回火和渗碳等。
模具材料及热处理
看 ，几乎所有的金 属零 件，如锻件 、冲压件 、铸件 、粉
未冶金零件 ，以及非 金属零 件 ，如塑料 、橡胶 、玻璃 、
陶瓷等制品都是用模具成形的 。从工业产品行业上看 ，
模具是 汽车 、摩托 车 、航 空 、航天 、机 电 、电器 、仪 表 、家电、兵器 、日用品和玩具等 工业必不可少的工艺
４ Ｃｒ Ｍ Ｏ （ ｓ ０ Ｎｉ Ｖ７ Ｉ ０标 准 ） ２ Ｎｉ Ｖ （ 、 Ｃｒ ３ ３ 日本 ） 、 ５ ｌＣｒＯ 、５ ｌＮｉＣｒＭｏ Ｖ （ Ｍｎ ８ ｌＶ２ Ｍｎ ５ ５ ８ ２ ２ 日本 ）及低碳
高速钢 系列。
术落后 ，模具 制造周期长 ，质量差 ，成本高 ，模具 的寿
国，但还 不是强国 ，模具的制造水平和使用 寿命与世界 上 发达 国家相比 ，还有很大的差距 。由于人 才匮乏 ，技
２ Ｃ ｉＶ Ｓ ｉ、 ６ Ｃ Ｓ ｉ ｒ３Ｍ Ｏ２ Ｎ ｒ５Ｍ Ｏ ３ Ｗ ２ Ｖ ｉ、 Ｔ ６ ４ ｏ Ｎｉ Ｗ Ｖ、 ５ ４ ５ ｏ Ｖ、 ５ ４ ｏ Ｓ Ｍ ｎ Ａ 、 Ｃｒ Ｍ ３ ２ Ｃｒ Ｗ Ｍ ２ Ｃｒ Ｍ ３ ｉ Ｖ ｌ
能。 目前 ，我 国常用冷 作模具材料大致分为 四大 类 ：碳
素工具钢 、合金 工具钢 、高速钢 、硬质 合金 。市场 流通
以Ｃ ｌＭｏ ｒ２ Ｖ、Ｃ Ｍｎ ｒ 、ＴＩＡ等传统材料 为主，比较新 的 Ｏ
模具钢 ，￣ ＤＳ Ｉ 、ＧＤ、ＣＨ、ＬＤ、ＧＭ、Ｅ ５ ５ 、 ］ Ｒ 、６ Ｎｂ
的高温 下工作 ，要求模具材料具有较高 的强度、硬度 、 耐磨性 、抗 冷热疲劳性能 、抗氧化性能 和抗 特殊介质的
类 ，并且都有 专门模具材料 ，但也不是绝对的 ，并非专
(答案)模具材料及热处理试题库
模具材料及热处理试题库一、判断1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢,经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。
（×)2、40Cr钢是最常用的合金调质钢. (√）3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。
（×）4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。
（×)5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。
（√）6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。
(√）7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。
（×）8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化. （√)9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。
（×）10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。
（×）11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件. （√）12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。
（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求. （×）14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。
（√）15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co）,属高碳高合金钢。
(×) 16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小,在热处理生产中是一个重要环节。
（√）17、有些中碳钢,为了适应冷挤压成型,要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。
（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。
模具技术要求
模具技术要求．模具材料及热处理要求1. 拉延、成形类模具外板件拉延序凸模、凹模及压边圈使用GGG70铸铁，淬火硬度HRC50-55内板件凸模、凹摸及压边圈使用MoCr铸铁,淬火硬度HRC50-55特殊情况下须渗氮或TD处理（模具图纸会签时确认）。
变形剧烈及高强度钢板（抗拉强度》350MPa的制件应采用整体镶Cr12MoV淬火硬度要达到HRC5—8 62。
基体采用HT300采用键槽与螺栓链接。
GGG7 0铸件厂：天津虹岗或长城精工或经甲方认可的同等铸造品质铸造厂。
2. 冲裁类模具普通板料零件料厚小于或等于1.2mm的刃口镶块可采用空冷钢（7CrSiMnMoV或ICD-5）, 淬火硬度HRC55-60料厚大于1.2mm的采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC5&62。
料厚大于等于1.4m m的镶块采用波浪刃口。
高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC5&62。
所有凹模镶块、废料刀均采用背托，凹模采用镶块结构，凸模可采用整体结构。
模具基体采用HT300。
3. 翻边、整形类模具中大型模具凹模镶块原则上应采用侧面固定式以便于调整；小型模具可采用整体式结构，料厚大于1.4m m的凹模采用镶块式。
零件料厚小于或等于1.2mm,材料可选用MoCr/7CrSiMnMoV零件料厚大于1.2mm的采用Cr12MoV或与之相当的材料（应取得甲方工艺认可，具体以会签为准）。
普通板料的制件凸模可采用合金铸铁，表面淬火硬度不低于HRC50高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58-62如采用分体或镶块式基座（底板）可采用HT300 的材料。
对于部分易拉毛部位，必要时需进行TD处理。
4. 压料（退料）顶出器可采用铸造结构，但应根据其强度要求，决定用铸铁或球铁或铸钢材料（工艺会签时，甲方根据具体结构决定）。
5. 其它部件材质及热处理按国家标准执行。
二．模具结构及技术要求1. 模具结构1.1 模具结构采用单动式，原则上按甲方认可的乙方提供的结构式样（模具需满足自动化线要求）。
第二节冷作模具材料及热处理规范
① 要求耐磨性和热硬性高的模具： 1020~1040℃淬火，520~540℃三次回火。
②要求韧性好、变形小的模具：960~980℃分级淬火， •270~290℃回火二次。
• Cr12钢： •只适用于制造冲击负荷小、耐磨性要求高的冲 切薄硬钢板的冲裁模。
• Cr12MoV和Cr12Mo1V1钢： •广泛用于制造大截面、形状复杂的重载模具，如切 边模、落料模、滚边模、拉丝模。
Cr12Mo1V1脆断倾向最小，模具寿命是 Cr12MoV的几倍。
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第二节冷作模具材料及热处理规范
•
抗压强度较低
• ②高温淬火及高温 •性能特点：具有高耐磨性、热硬性及较高抗压强度。
• ③中温淬火及中温回火 •性能特点：最好的韧性，较高的断裂韧度。
• Cr12 型钢淬火可采用空冷、油冷、分级淬火，
回火可采用油冷或空冷，回火次数1~3次。
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第二节冷作模具材料及热处理规范
•3、应用范围
•2)退火与正火 • 退火工艺：加热790~830℃，等温700~720℃， 保温1~2h，炉冷至550℃出炉。 • 锻造不良，出现网状碳化物或粗大晶粒时，需正火。
• 正火工艺：930~950℃保温后空冷
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第二节冷作模具材料及热处理规范
•3)淬、回火 •图2~6、2~7为CrWMn钢的力学性能与淬火温度的关系：
•正火工艺： • 加热温度 930~950℃。 • 冷却方式 小型模块，空冷；较大模块， 鼓风或喷雾；大型范
•3）淬火与回火
•淬火加热温度：830~860℃，油冷。 尺寸较大或分级淬火的模具，宜选840~860℃。 尺寸较小模具，宜选830~850℃。 箱式炉加热应比盐浴炉加热温度高。
第5章 模具钢料的热处理-模具表面处理技术
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本，成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果；模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性；◆提高表面的高温抗氧化性；◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能；减少冷却液的使用；◆提高模具质量，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间；◆大幅度降低生产成本与采购成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用；◆涂层磨损后，还退掉涂层后，再抛光模具表面，可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种，从表面处理的方式上，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术：一、物理表面处理法：表面淬火是表面热处理中最常用方法，是强化材料表面的重要手段，分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
热加工模具的材料选择及热处理
热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。
本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。
它主要用于制造业和加工业。
它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。
热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。
为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。
所以，模具应属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。
一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。
现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。
如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。
高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。
适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。
冲压模具常用材料种类及热处理
冲压模具常用材料种类及特性如何合理选取模具钢材?（1）模具的选材在设计模具时,合理选取材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作,模具的成形零件凸、凹模材料的选取尤应慎重,通常应考虑以下几点:①生产批量当冲压件的生产批量很大时,凸、凹模材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢,对于模具的其他工艺零件的材料要求,也要相应地提高；在少量生产中,可采用成本低耐磨性较差的材料。
②被冲压材料性能、工序性质和凸、凹模工作条件当被冲材料较硬或变形抗力较大时,其凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料；对于凸、凹模工作条件较差的冷挤模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合力学性能较好的模具钢,同时应具有一定的硬性和耐热、抗疲劳强度。
③加工规格一般来料都没有加工,这些材料叫坯料,但坯料加工首先要经过铣床、磨床来达到一定尺寸之后才能制造模具。
（2）模具寿命与模具材料的关系①模具凹模刃口高度的估算方法a) 规定模具寿命为2000000~3000000次时,刃口每次研磨量为ffice:smarttags" />0.2mm,每次研磨后的生产量为200000~300000次。
刃口直身高度为2.5~3mm。
b) 若要模具寿命为5000000次,则刃口高度应取4~5mm。
②模具寿命与模具材料的关系凸模凹模通常采用的材料为XW-10、XW-5、XW-41、XW-42、SKD11（Cr12MoV）、ASP23。
以上四种主要钢材特性见表注: 1.以上各种参数均以XW-41为标准的比较值。
2.当冲件材料为SECC、SPCC、SPTE、T3时，通常选凸凹模材料为XW-41。
3.当冲件材料为不锈钢时，通常选凸凹模材料为ASP23。
金属材料现场快速鉴别的方法有哪几种？(1) 火花鉴别火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在砂轮上打磨,观察所迸射出的火花形状和颜色,以判断钢铁成分范围的方法、材料不同,其火花也不同。
①20钢流线多、带红色,火束长,芒线稍粗。
模具材料及热处理
智能化热处理技术的应用
智能控制
采用先进的智能控制技术，实现对热处理过程的精确控制和管理， 提高热处理的稳定性和可靠性。
数字化热处理
通过数字化技术将热处理过程进行模拟和优化，实现数字化热处 理，提高生产效率和产品质量。
物联网技术
通过物联网技术将热处理设备进行联网，实现设备的远程监控和 管理，提高生产效率和设备利用率。
高碳高铬钢
具有高硬度、高耐磨性和良好 的热处理性能，适用于制造承 受高负荷的模具。
不锈钢
具有良好的耐腐蚀性和耐磨性 ，适用于制造要求高精度、高 寿命的食品、医药和精密模具 。
模具材料的性能要求
硬度
模具材料的硬度要达到规定的标准，以保证其耐 磨性和使用寿命。
耐腐蚀性
对于一些在特定环境下工作的模具，应具备良好 的耐腐蚀性。
环保型热处理技术的推广
节能减排
01
通过采用先进的热处理技术和设备，降低热处理过程中的能源
消耗和污染物排放，实现节能减排。
绿色热处理
02
采用环保型的热处理技术和设备，减少对环境的污染和破坏，
实现绿色可持续发展。
循环经济
03
通过回收和再利用热处理过程中产生的废弃物和副产品，实现
资源的循环利用，降低对环境的影响。
稳定的化学成分
模具材料应具有稳定的化 学成分，以避免在热处理 过程中发生氧化、腐蚀等 反应，影响材料性能。
良好的可加工性
模具材料应具有良好的可 加工性，以便于进行切削、 磨削等加工操作，降低加 工成本。
模具材料与热处理的协同作用
材料与工艺的匹配
选择合适的模具材料和热处理工 艺，使两者相互匹配，可以充分 发挥各自的优势，提高模具的综
热作模具钢的选材及热处理工艺
热作模具如果在无保护气氛下加热，其表面会发生氧化、脱碳现象， 就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低。因此，要求模具钢的 氧化、脱碳敏感性好。对于某些氧化、脱碳敏感性强的热作模具钢，可采 用特种热处理，如真空热处理、可控气氛热处理等。
（1）加工性 热作模具材料的加工性主要包括冷加工中的切削加工性能和热加工中
的锻压加工性能两种。它主要取决于钢的化学成分和热处理工艺等。 （2）淬透性和淬硬性
热作模具对这两种性能要求根据其工作条件不同有所侧重。对于小型 模具，由于尺寸小，容易淬透，所以只要求高的硬度，偏重于高淬硬性;对 于尺寸较大的模具，如果截面未淬透，则回火后未淬透部分的屈服点和韧 性会显著降低，影响模具工作寿命，所以其淬透性更为重要。 （3）热处理变形性
表6 三种铬系热作模具钢的回火硬度与对应的回火温度
热挤压模具的工作特点是加载速度较慢，因此，型腔受热温度较高，通 常可达500～800℃。对这类钢的使用性能要求应以耐磨性、高的回火稳定性 和抗热疲劳性能为主。
轻合金挤压：选用韧性较好的热作模具钢，如4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1钢。
钢、铜和铜合金挤压：除了选用4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1钢外，也可选用高 温强度较好的热作模具钢，如3Cr2W8V钢。5Cr4W5Mo2V钢是新型的热作模 具钢，该钢具有较高的红硬性，高温强度和较高的耐磨性，可进行一般的热 处理或化学热处理，可代替3Cr2W8V钢制造某些热挤压模具，使用寿命较高。
0.33/0.43 0.32/0.45 0.32/0.42
注塑模具材料的选用与热处理【超强解读】
模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。
模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺，是保证模具质量和使用寿命的重要环节，实际使用证明，在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。
模具用途广泛，工作条件差别大，制造模具的材料范围很广。
目前，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主，有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。
模具材料的性能要求及选用原则模具用钢主要性能要求如下：1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，决定模具寿命）2，可加工性能（模具零件形状复杂，要求热处理变形小）3，强度和韧性（足够的强度承受高压，冲击载荷等要求高韧性）4，淬透性、抛光性、耐腐蚀性（塑料及添加剂的腐蚀作用）。
模具用钢按用途可分为三大类：1，冷作模具钢：制作金属在冷态下变形的模具，包括：冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。
要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。
2，热作模具钢：制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具，包括：热锻模、压铸模。
要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性3，塑料模具钢：制造各种塑料模具。
塑料品种多，要求差别大，其模具材料范围广。
主要要求工艺性能高（热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀）选用一般原则：满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。
模具常用热处理工艺模具热处理包括模具材料热处理和模具零件热处理。
模具材料热处理：在钢厂内完成，保证钢材质量，如基本力学性能，金相组织要符合国家标准或行业标准。
特点是大型工业炉中大批量生产。
模具零件热处理：在模具制造厂完成，或专业热处理厂完成。
特点是小批量或单件生产，工艺复杂多样，设备精良。
热处理工艺方法，分预备热处理和最终热处理。
常用方法有：正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等，见表。
冷作模具钢及其热处理冷作模具主要用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工序。
热加工模具的材料选择及热处理
杆类件 ， 扁薄 的工 件 ， 冷却快 或打击次数 多热加工温度低 的工件收缩 率为 ０ ． ８ ～ １ ． ２ ％；带大头 的长杆锻件 ，头部 和杆部 的冷缩 塑料件一般 取 （ ０ ． ３ ～ Ｏ ． ５ ） ％。铝 合金 为 （ Ｏ ． ８ ～１ ． ０） ％， 镁 合金为 Ｏ ． ８ ％，钛合金 为 （ ０ ． ５ — ０ ． ７ ） ％，铜合金 为 （ １ ． ０ ～１ ． ３ ）％。
热加工模具的材料选择及热处理
刘 嵩
燕 山大学机械工程 学院 河北
秦皇 岛 ０ ６ ６ ０ ０ ４
【 摘 要 】随着社会的进步 ，科学的发展 ，模具受到越来越广泛的应用 ， 其适应性也越来越 强，模具 已成为国家制造工艺水平的标志和独立 的基础 工业体 系。热加工模 具是工业产品生产过程 中不可缺 少的基本 工艺方法之一 ，主要 用于制造 业和加 工业。本论 文从理论 与实践的角度对 热加工模具
有 限公 司。
响。因此 ， 大力推广模具生产中的新材料 、新工艺和新技术 ，对合理选 择模具材料 ，改进热处理工艺和表面处理工艺起到举 足轻重的作用 。 １ ． ３ 常用金属的线膨胀 系数及收缩率 线膨胀系数是指温度 升高一摄 氏度时单位材料 的尺寸变化。收缩率
新。
更高的要求 。模具材料性能 的好坏和使用寿命 的长短 ，将直接影 响加工
产品的质量和生产的经济效益 。由于影响模具使用寿命的极其重要 的因 素包括模具材料的种类 、 热处理工艺 、表面处理技术 ，所以世界各 国都
在不断的研究和开发新型模具材料 ，改进模具 的热处理工艺 ，选用适 当 的表面处理技术 ，合理的设计模具结构加强对模具 的维护等措施 ，来稳
常见模具材料及热处理
常见模具材料及热处理模具是制造工业中常用的工具，用于制造各种产品的零件、组件和部件。
模具的性能和质量直接影响着制造产品的质量和效率。
模具材料的选择和热处理对于模具的寿命、刚度、耐磨性等性能有着重要的影响。
一、常见模具材料常见的模具材料包括金属材料和非金属材料两大类。
1.金属材料金属材料是常见的模具材料，常用的金属材料有：-钢：一般选择优质碳钢或合金工具钢作为模具材料，这些钢材具有较高的强度、硬度、韧性和耐磨性。
常用的有45#钢、40Cr钢、3Cr13等。
-铝：铝合金具有较好的导热性能和杰出的加工性能，适用于制造大件和结构复杂的模具。
常用的有铝硅合金、铝镁合金等。
2.非金属材料非金属材料是模具的重要组成部分，常见的非金属材料有：-塑料：制造塑料模具时常使用工程塑料，如尼龙、聚酰亚胺和聚四氟乙烯等。
-石膏、水泥和陶瓷：这些材料通常用于制造快速成型模具，如铸造模具、压铸模具和注塑模具等。
二、常见的热处理方法热处理是通过对模具材料进行热处理来提高其性能和寿命。
常见的热处理方法有：1.硬化处理：通过加热和冷却的方式，使模具表面形成较高硬度的硬化层，以提高模具的耐磨性和耐疲劳性能。
2.淬火处理：淬火是将已加热至临界温度的模具材料迅速冷却，以提高材料的硬度和脆性，常用于制造高硬度的切削工具模具。
3.回火处理：通过加热和冷却的方式，使淬火后的模具材料的硬度和脆性适中，同时提高其韧性和抗震性能。
4.化学热处理：如氮化、碳氮共渗等热处理方法，可以在模具表面形成硬度很高、耐磨性和耐蚀性好的层，提高模具的使用寿命。
5.低温处理：通过将模具材料置于低温环境下进行处理，改变其晶体结构和性能，以提高模具的使用寿命和加工精度。
总结：常见的模具材料包括金属材料和非金属材料，金属材料主要选择优质碳钢或合金工具钢，非金属材料常用的有塑料、石膏、水泥和陶瓷等。
常见的热处理方法包括硬化处理、淬火处理、回火处理、化学热处理和低温处理等。
热处理可以显著提高模具的硬度、耐磨性、耐蚀性和寿命，从而提高制造产品的质量和效率。
模具材料及热处理
模具材料及热处理1．金属组织金属具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性同时其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。
金属内部原子具有规律性排列的固体〔即晶体〕。
合金由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成局部。
固溶体是一个〔或几个〕组元的原子〔化合物〕溶进另一个组元的晶格中，而仍维持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化由于溶质原子进进溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象喊固溶强化现象。
化合物合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物由两种晶体结构而组成的合金组成物，尽管是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。
2．金属硬度硬度金属的硬度，是指金属外表局部体积内反抗外物压进而引起的塑性变形的抗力，硬度越高讲明金属反抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。
硬度试验方法简单易行，又无损于零件。
实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。
三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。
布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直截了当D的钢球压进金属外表，并维持一定的时刻，测量金属外表上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，喊布氏硬度，记作HB。
布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
洛氏硬度HRA、HRC：洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，能够直截了当读出硬度值，不损伤工件外表，可测量的硬度范围较宽。
但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果不离度大，再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。
它是用测量凹陷深度来表示硬度值。
洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。
模具技术要求
模具技术要求一．模具材料及热处理要求1.拉延、成形类模具外板件拉延序凸模、凹模及压边圈使用GGG70L铸铁，淬火硬度HRC50-55；内板件凸模、凹摸及压边圈使用MoCr铸铁,淬火硬度HRC50-55。
特殊情况下须渗氮或TD处理（模具图纸会签时确认）。
变形剧烈及高强度钢板（抗拉强度≥350MPa）的制件应采用整体镶Cr12MoV；淬火硬度要达到HRC58—62。
基体采用HT300。
采用键槽与螺栓链接。
GGG70L铸件厂：天津虹岗或长城精工或经甲方认可的同等铸造品质铸造厂。
2.冲裁类模具普通板料零件料厚小于或等于 1.2mm的刃口镶块可采用空冷钢（7CrSiMnMoV 或ICD-5）,淬火硬度HRC55-60；料厚大于 1.2mm的采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58～62。
料厚大于等于 1.4mm的镶块采用波浪刃口。
高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58～62。
所有凹模镶块、废料刀均采用背托，凹模采用镶块结构，凸模可采用整体结构。
模具基体采用HT300。
3.翻边、整形类模具中大型模具凹模镶块原则上应采用侧面固定式以便于调整；小型模具可采用整体式结构，料厚大于1.4mm的凹模采用镶块式。
零件料厚小于或等于 1.2mm，材料可选用MoCr/7CrSiMnMoV；零件料厚大于 1.2mm 的采用Cr12MoV或与之相当的材料（应取得甲方工艺认可，具体以会签为准）。
普通板料的制件凸模可采用合金铸铁，表面淬火硬度不低于HRC50；高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58-62；如采用分体或镶块式基座（底板）可采用HT300的材料。
对于部分易拉毛部位，必要时需进行TD处理。
4.压料（退料）顶出器可采用铸造结构，但应根据其强度要求，决定用铸铁或球铁或铸钢材料（工艺会签时，甲方根据具体结构决定）。
5.其它部件材质及热处理按国家标准执行。
二．模具结构及技术要求1.模具结构1.1模具结构采用单动式，原则上按甲方认可的乙方提供的结构式样（模具需满足自动化线要求）。
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常用热作模具钢的锻造、 热处理工艺
退 冷却方式 加热温度 %& 2*$ 1 27$ 坑冷或砂冷 7=$ 1 72$ 2#$ 1 2=$ 空或砂冷 72$ =2$ 1 22$ =2$ 1 22$ =2$ 1 22$ 78$ 1 20$ 砂冷或坑冷 ! !1# :1# :1# !1= :1# # : !! :1# !! !! #$& %’ 7$$ 1 7!$ 7*$ 70$ 1 7:$ 70$ 1 7:$ =*$ 1 =7$ =2$ 70$ 1 7:$ = # #1= #1= #1= #1= 空冷 =$$& 以下 炉至 *$$& =2$ # 087 1 !#0 "!!8 "!!8 "!!8 "!!* "!!* "!!* "!#2 027 1 07$ "!** 07$ 1 !$7 02$ 1 07$ 保温时间 %’ !1# #1= ! 等温温度 %& =2$ =2$ 70$ 火 工 艺 冷却方式 退火硬度 () 087 1 !#0 087 1 !#0 087 1 !#0
等温时间 %’ #1= #1= #
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别
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马氏体 时效钢
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表!"#"!
类 别 钢 号 % /%*+’(, 低耐热 高韧性钢 /%*()(, #%*()&’(,/%*!+’(,#%*/(,&’中耐热 高强韧 性钢 #%*/(,&’-9 #%*/(0! ()-9&’ 6%*!.46%*6(,6.!0 1 6! 2 0 1 #/ 0 1 63 2 0 1 #! 0 1 60 2 0 1 #0 0 1 6! 2 0 1 #! 0 1 40 2 5 1 !0 5 1 00 2 5 1 /0 !0 1 #0 0 1 30 2 0 1 70 0 1 40 2 5 1 50 !0 1 #0 0 1 40 2 5 1 50 0 1 !/ 2 0 1 /0 !0 1 30 !0 1 /0 !0 1 #0 #%*/.!&’0 1 /0 2 0 1 30 0 1 /0 2 0 1 30 0 1 6/ 2 0 1 #/ 0 1 #3 2 0 1 /6 0 1 66 2 0 1 #6 0 1 6! 2 0 1 #! &’ !0 1 #0 0 1 !/ 2 0 1 30 0 1 40 2 5 1 50 0 1 30 2 0 1 70 0 1 40 2 5 1 !0 0 1 40 2 5 1 !0 () 0 1 /0 2 0 1 40 5 1 !0 2 5 1 30 0 1 40 2 5 1 50 0 1 #0 2 0 1 30 0 1 !0 2 0 1 /0 !0 1 #0 !0 1 #0 0 1 80 2 5 1 /0 !0 1 #0 !0 1 3/ !0 1 /0 0 1 !0 2 0 1 30 0 1 40 2 5 1 50 0 1 70 2 5 1 60 !0 1 6/ !0 1 /0 !0 1 #0
热作模具钢的化学成分
化学成分 （质量分数） （$） %* 0 1 /0 2 0 1 40 0 1 30 2 0 1 70 5 1 60 2 5 1 /0 5 1 /# 2 ! 1 00 # 1 8/ 2 / 1 /0 # 1 /0 2 / 1 /0 # 1 8/ 2 / 1 /0 # 1 /0 2 / 1 /0 ! 1 !0 2 ! 1 80 ! 1 40 2 6 1 60 6 1 80 2 # 1 60 6 1 40 2 # 1 /0 6 1 40 2 # 1 60 ! 1 !0 2 ! 1 80 ! 1 30 2 6 1 !0 ! 1 /0 2 6 1 /0 6 1 !0 2 6 1 40 ! 1 00 2 6 1 00 ! 1 /0 2 6 1 00 5 1 40 2 ! 1 !0 5 1 80 2 ! 1 60 ! 1 40 2 6 1 #0 ! 1 00 2 ! 1 /0 5 1 50 2 5 1 8/ 5 1 40 2 ! 1 !0 0 1 40 2 5 1 !0 +’ 5 1 #0 2 5 1 40 (, 0 1 5/ 2 0 1 60 0 1 5/ 2 0 1 60 0 1 #0 2 0 1 30 0 1 40 2 5 1 !0 5 1 50 2 5 1 30 0 1 !0 2 0 1 30 0 1 60 2 0 1 /0 0 1 60 2 0 1 30 0 1 30 2 5 1 00 0 1 40 2 5 1 !0 0 1 40 2 5 1 !0 0 1 !0 2 0 1 /0 0 1 40 2 5 1 !0 5 1 !0 2 5 1 60 0 1 40 2 5 1 !0 0 1 40 2 5 1 !0 0 1 70 2 5 1 60 ! 1 80 2 6 1 !0 = 0 1 00! 2 0 1 003 0 1 30 2 5 1 !0 6 1 /0 2 # 1 /0 8 1 /0 2 7 1 00 5 1 !0 2 5 1 40 5 1 40 2 ! 1 !0 # 1 /0 2 / 1 /0 ;5 0 1 60 2 0 1 80 +< 0 1 0# 2 0 1 50 +< 0 1 40 2 0 1 5! +< 0 1 50 2 0 1 !0 &， : !0 1 0! 5 1 30 2 ! 1 #0 . 其它
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