模具材料及表面处理82页PPT
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模具材料与表面处理讲义
绪论一、模具在现代工业生产中的地位及作用以前，人们习惯上把一个国家钢铁的产量作为衡量一个国家工业发展水平的标准（比如我们国家50年代大跃进的目的），但是自20世纪80-90年代，有人提出了一个出乎所有人意外的标准：一个国家模具工业的水平才是衡量一个国家工业发展水平的标准。
为什么？答案很简单：模具反映了1）一个国家的装备制造业和加工业水平的高低（在这个因素里面实际上包括了两个因素，即硬件的因素和软件的因素，硬件因素…软件因素中包含设计人员的素质、制造工人素质等因素----德国有个总统魏茨泽克曾经说过：我们需要的是更多的技师，而不是Doctor。
）；2）模具反映了一个国家材料发展水平的高低（看似简单）；3）模具反映了一个国家材料处理技术水平的高低（热处理、表面处理）…大家知道模具生产工件是一种少无切削的加工方式，它的特点是生产率高，材料利用率高，因此这种生产方法经济性能很好，正是由于上述原因，因此它才能在国民经济各个部门得到广泛的应用。
举个例子：大家通常见到的汽车，大约70-80%以上的零部件是采用模具制造出来的，其中有冲压件、塑料件、锻件，橡胶件等等（可以请同学们先说出零件然后看看是否为用模具生产出来的）。
模具在工业生产中的广泛应用反过来又促进了模具工业的发展，这主要体现在以下几个方面：1）模具标准化程度提高；2）模具品种增多、模具的复杂程度提高；3）模具的精度和使用寿命明显提高；4）模具材料行业发展加快、模具材料品种增多；5）模具技术人员（设计和制造）和管理人员的素质大大提高。
二、模具材料和表面处理在模具工业中的地位模具性能的好坏、使用寿命的高低直接影响到产品的质量和经济性能，而模具的寿命与模具材料及其表面处理方式等诸多因素有直接的联系。
换句话说，模具材料及其表面处理方式等因素对工件的质量和经济性能有直接的影响，因此，在现代模具生产过程中，人们对模具材料及其表面处理方式等给与了高度的重视，它在模具生产中具有举足轻重的地位。
模具表面处理技术PPT课件
要点二
等离子喷涂技术
通过等离子喷涂将金属或非金属粉末熔融并喷射到模具表 面，形成均匀、致密的涂层，提高表面耐久性和抗腐蚀性 。
智能化和自动化技术的应用
智能监控系统
利用传感器和监测技术实时监测模具表面处理过程，实 现自动化控制和处理。
自动化处理设备
开发自动化表面处理设备，减少人工干预，提高处理效 率和一致性。
耐久性。
提高产品质量和生产效率
提高产品精度和一致性
通过表面处理技术，可以改善模具表 面的粗糙度和形貌，减小产品尺寸和 形状的误差，提高产品的精度和一致 性，从而提高生产效率。
降低生产成本
通过表面处理技术，可以提高模具的 耐磨性和耐久性，减少维修和更换模 具的频率和成本，降低生产成本。
降低生产成本
04 模具表面处理技术的优势 与挑战
提高模具使用寿命
增强模具表面硬度和耐磨 性
通过表面处理技术，可以在模具表面形成一 层高硬度的硬化层，从而提高模具的耐磨性 和抗疲劳性能，延长模具的使用寿命。
降低摩擦系数
通过表面处理技术，可以在模具表面形成一 层低摩擦系数的涂层，减小模具与材料之间 的摩擦力，降低磨损和摩擦热，提高模具的
优化生产流程
通过表面处理技术，可以优化模具的 设计和制造流程，减少加工时间和成 本，提高生产效率。
降低能耗和资源消耗
一些表面处理技术可以降低模具的能 耗和资源消耗，例如离子注入和激光 熔覆等，从而降低生产成本。
技术更新换代快
技术发展迅速
随着科学技术的不断发展，模具 表面处理技术也在不断更新换代 ，新的技术和工艺不断涌现。
常用的五金模具表面处理技术包括喷涂、电镀和化学热处理等。这些技术可以提 高模具表面的硬度和耐久性，降低生产成本和提高产品质量。
常用模具材料及热处理 ppt课件
❖ 高淬透性，空冷即可淬硬。
常用模具材料及热处理
❖ 需经多次回火，从而使大量残余奥氏体大 部分转为马氏体，并使马氏体析出弥散碳 化物。（300°C左右为回火脆性区）
常用模具材料及热处理
① 硬质合金
❖ 以难熔的金属碳化物（WC、TiC等）作硬质相， 以铁族金属（Co或Ni）为粘结相，用粉末冶金 方法生产的一种多相组合材料。
常用模具材料及热处理
❖ 模具钢材的选用及其锻造或热处理是模具制 造技术中的关键之一。对提高模具质量和延 长模具寿命有很大的影响。
❖ 选用模具材料时，需要综合考虑模具的工作 条件、性能要求、形状和尺寸、结构特点等。 对模具材料的性能要求有时会遇到矛盾，则 需适当取舍、协调平衡解决。
常用模具材料及热处理
❖ 合金元素含量1.5％-2.5％标为“2”， >2.5％-3.5％标“3”，以此类推。
常用模具材料及热处理
❖ 可用于制造模具的材料种类繁多，包括各种碳素工 具钢、合金钢、硬质合金、铸铁、有色金属及合金、 非金属材料等。
❖ ①.碳素合金工具钢 ❖ 含碳量：0.7％-1.4％ ❖ 主要牌号：T7(A)、T8(A)、T10(A)、T12(A)。
常用模具材料及热处理
❖§1 常用模具材料 ❖§2 模具热处理 ❖§3 模具表面强化处理
常用模具材料及热处理
❖ 模具材料主要是满足特定要求的钢材。也有 一些其它类型的材料。
❖ 钢：炭钢（普通碳素结构钢、优质碳素结构 钢、碳素工具钢）
❖ 合金钢（合金结构钢、合金工具钢、不锈钢）
常用模具材料及热处理
❖ 普通碳素结构钢的牌号用其屈服强度表示， 即“Q×××”。如Q235（相当于旧牌号A3）。
❖ ·7CrSiMnMoV钢： ❖ 高强度和韧性好，焊接性能好。适合于制造
常用模具材料及热处理
❖ 需经多次回火，从而使大量残余奥氏体大 部分转为马氏体，并使马氏体析出弥散碳 化物。（300°C左右为回火脆性区）
常用模具材料及热处理
① 硬质合金
❖ 以难熔的金属碳化物（WC、TiC等）作硬质相， 以铁族金属（Co或Ni）为粘结相，用粉末冶金 方法生产的一种多相组合材料。
常用模具材料及热处理
❖ 模具钢材的选用及其锻造或热处理是模具制 造技术中的关键之一。对提高模具质量和延 长模具寿命有很大的影响。
❖ 选用模具材料时，需要综合考虑模具的工作 条件、性能要求、形状和尺寸、结构特点等。 对模具材料的性能要求有时会遇到矛盾，则 需适当取舍、协调平衡解决。
常用模具材料及热处理
❖ 合金元素含量1.5％-2.5％标为“2”， >2.5％-3.5％标“3”，以此类推。
常用模具材料及热处理
❖ 可用于制造模具的材料种类繁多，包括各种碳素工 具钢、合金钢、硬质合金、铸铁、有色金属及合金、 非金属材料等。
❖ ①.碳素合金工具钢 ❖ 含碳量：0.7％-1.4％ ❖ 主要牌号：T7(A)、T8(A)、T10(A)、T12(A)。
常用模具材料及热处理
❖§1 常用模具材料 ❖§2 模具热处理 ❖§3 模具表面强化处理
常用模具材料及热处理
❖ 模具材料主要是满足特定要求的钢材。也有 一些其它类型的材料。
❖ 钢：炭钢（普通碳素结构钢、优质碳素结构 钢、碳素工具钢）
❖ 合金钢（合金结构钢、合金工具钢、不锈钢）
常用模具材料及热处理
❖ 普通碳素结构钢的牌号用其屈服强度表示， 即“Q×××”。如Q235（相当于旧牌号A3）。
❖ ·7CrSiMnMoV钢： ❖ 高强度和韧性好，焊接性能好。适合于制造
常用模具材料及热处理 ppt课件
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如：
形状简单――选用45、40Cr、T10A、低熔点 合金、锌基合金。
形 状 复 杂 ― ― 选 用 9 Mn2V、GCr15、CrWMn、 Cr12MoV、H11（H13）锌基合金、铍铜合金等。
精度高、寿命长、表面粗糙度很低 ――可选用进口钢材：＜美＞P6、P20、PPT；
含有细小结构的――电加工性
精度高的――热处理变形小、易磨削
制品生产工艺条件复杂的――易磨削、可 焊接。
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③经济性（制造成本）： 尽量考虑到价格便宜、资源丰富、供应方便。
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4.塑料模的材料选用
在我国，塑料模具用钢至今还未形成专用钢 材 系 列 ， 通 常 采 用 一 般 工 具 钢 。 如 T10A、 CrWMn、Cr12MoV钢等。这些钢切削加工性较差， 难以制造型腔复杂的塑料模具，而且一旦热 处理变形超差则难以修复。
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2.模具材料的一般选用原则
模具材料，主要是成型零件和工艺零件的 选材，一般在某些方面的性能，要求较高 甚至很高。这方面的选材对模具质量、寿 命、加工制造及成本都有很大的影响。
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一般原则：
①满足使用性能要求。主要从工作条件、模具结构、 产品形状和尺寸、生产批量等综合考虑。
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·3Cr2W8V钢和H13钢（4Cr5MoV1Si）、H11钢 （4Cr5MoVSi）钨系低碳高合金钢。
H13钢除强度略低于3Cr2W8V钢外，其它力 学性能均优于3Cr2W8V钢，是其替代钢种。 较好的氮化性能。
较小的热膨胀系数，较好的耐磨性和红硬 性，良好的导热性。热处理变形小、但高 温韧性差。
模具材料及表面处理-PPT课件
良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求 良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质
二、工艺性能要求
热锻变形抗力低、塑性好 锻造性 锻造温度范围宽 锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小 切削加工性 切削力小、切削用量大 刀具磨损小、加工表面光洁 磨削加工性 对砂轮质量及冷却条件不敏感 不易发生磨伤与磨裂 热处理工艺性 ①淬透性 ：获得淬硬层深度 ②回火稳定性：模具钢受热软化的能力 ③脱碳倾向、过热敏感性 ④淬火变形开裂倾向
3、应用 适于制作精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、 搓丝板和成型模。
二、低变形冷作模具钢
成分特点：碳工钢+少量Gr、Mn、Si、W、V 典型钢种：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV （一） CrWMn 1、主要性能特点 淬透性良好（φ40~φ50模具油中可淬透） 耐磨性良好（W碳化物作用） 淬火变形小 易形成网状碳化物，锻造不良，韧性差 2、热加工工艺 1）锻造 加热：1100~1150℃，始锻：1050~1100℃
淬火冷却方式的选择 水溶液、油冷 冷却方式 水溶液—油、水溶液—硝盐 分级淬火、等温淬火 具体冷却方法及适用范围见表2-7。
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回火温度选择 淬火后应及时回火，回火温度根据性能要 求而定。图2-3所示为碳素工具钢的力学性能 与回火温度的关系。 综合分析，回火温度确定如下： 硬度要求较高时，宜采用 150~200℃回火。 抗弯强度要求较高时，宜采用 220~280℃回火 回火时间 1~2小时 图2-3 回火冷却 油冷或硝盐浴 3、应用范围 碳素工具钢只适宜制作尺寸较小、形 状简单受载轻、生产批量不大的模具。 如：T7-轻载小型冷作模，T8-拉深模，T10-冷 镦模，T12-拉丝、切边模
模具材料及表面处理全 ppt课件
影响硬度和热硬性的因素主要有：
钢的化学成分 热处理工艺 表面处理工艺
11
三、耐磨性
表征材料抗磨损的性能。
评价耐磨性指标：磨损量或相对磨损量
磨损形式主要有： 影响磨损的因素有：
磨料磨损
化学成分
粘着磨损
组织状态
氧化磨损
力学性能
疲劳磨损
润滑条件
四、韧性
韧性是指材料在冲击载荷作用下抵抗脆断的
冷作模具 钢
热作模具 钢
铸非塑铁铁料钢金模属具及合金 硬质、钢结硬质合 金 非金属材料
9
第二节 模具材料的主要性能指标
一、强度
强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标
冷作模具材料的变形抗力指标是：σ0.2或σs 热作模具材料的变形抗力指标是：高温强度
冷作模具的断裂抗力指标是：σb、σbb、抗压σ0.2 和K1C
强度表示。 影响因素：再结晶温度 回火稳定性
五、耐蚀性 含有氯、氟的被加工材料对模具型腔 具有一定的腐蚀性。 合金化和表面处理是提高耐蚀性的主 要方法。
13
第三节 模具的失效形式及分析
一、模具的失效形式 模具工作部分损坏而不能修复，称为失效。 模具的失效形式：
冷冲压模具过量塑性变形而失效：
热锻模塌陷、磨损失效：
22
良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求 良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质
二、工艺性能要求
锻造性
热锻变形抗力低、塑性好 锻造温度范围宽 锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小
切削加工性
切削力小、切削用量大 刀具磨损小、加工表面光洁
磨削加工性
对砂轮质量及冷却条件不敏感 不易发生磨伤与磨裂
热处理工艺性
能力。
钢的化学成分 热处理工艺 表面处理工艺
11
三、耐磨性
表征材料抗磨损的性能。
评价耐磨性指标：磨损量或相对磨损量
磨损形式主要有： 影响磨损的因素有：
磨料磨损
化学成分
粘着磨损
组织状态
氧化磨损
力学性能
疲劳磨损
润滑条件
四、韧性
韧性是指材料在冲击载荷作用下抵抗脆断的
冷作模具 钢
热作模具 钢
铸非塑铁铁料钢金模属具及合金 硬质、钢结硬质合 金 非金属材料
9
第二节 模具材料的主要性能指标
一、强度
强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标
冷作模具材料的变形抗力指标是：σ0.2或σs 热作模具材料的变形抗力指标是：高温强度
冷作模具的断裂抗力指标是：σb、σbb、抗压σ0.2 和K1C
强度表示。 影响因素：再结晶温度 回火稳定性
五、耐蚀性 含有氯、氟的被加工材料对模具型腔 具有一定的腐蚀性。 合金化和表面处理是提高耐蚀性的主 要方法。
13
第三节 模具的失效形式及分析
一、模具的失效形式 模具工作部分损坏而不能修复，称为失效。 模具的失效形式：
冷冲压模具过量塑性变形而失效：
热锻模塌陷、磨损失效：
22
良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求 良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质
二、工艺性能要求
锻造性
热锻变形抗力低、塑性好 锻造温度范围宽 锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小
切削加工性
切削力小、切削用量大 刀具磨损小、加工表面光洁
磨削加工性
对砂轮质量及冷却条件不敏感 不易发生磨伤与磨裂
热处理工艺性
能力。
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2.模腔表面粗糙度的影响 3.模具硬度均匀性的影响
2.4影响模具寿命的主要因素
2.4.3模具材料对模具寿命的影响 1.模具材料种类 2.模具工作零件的硬度 3.材料的冶金质量 4.采用新的热处理工艺
2.4.4模具热处理与表面处理对模具寿命的影响
2.4.5模具的使用对模具寿命的影响
2.3模具材料的选用
模具材料的选择应根据模具的生产条件和工作条件的需 要，结合模具材料的基本性能和相关因素，来选择适合模具 需要、经济上合理、技术上先进的模具材料。
2.3.1模具材料选用的一般原则 1.首先满足模具钢的使用性能要求 根据模具的工作条件、失效形式、寿命要求和可靠性的
高低等提出材料的强度、硬度及塑性等使用性能要求，同时 考虑尺寸效应及主要、关键的性能指标，应保证能满足生产 的需要。
2.2模具失效形式及失效分析
2.2.1模具失效形式 1.模具失效 指模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修
复方法（刃磨、抛磨）使其重新服役的现象。
模具的失效分：偶然失效 工作失效
2.模具寿命 指模具自正常服役至工作失效期间内所能完成制件加
工的次数。若模具在使用中需刃磨或翻修，则模具总寿命为 各次刃磨或翻修间隔内完成制件加工次数的总和。
2.工艺性能良好 模具所用的材料应从实际情况出发， 首先能制造出来，再者要具有良好的工艺性能 ，以便于加工。
3.材料来源方便 4.经济上合理
2.4影响模具寿命的主要因素
2.4.1模具结构设计对模具寿命的影响 模具结构的合理性，对模具的承载能力有很大的影响，
不合理的结构可能引起严重的应力集中或是过高的工作温 度，从而恶化了模具的工作条件，导致模具过早失效。 2.4.212341模.....模模模模模具腔腔具具具制结过工装零造构渡作配件质的圆部精加量影角位度工对响半角的精模径度影度具的响的R寿的影影命影响响的响影响 模③②首1高分 要模冷31⑥需 模⑥3若1⑥冷4分②各①第4（冷模模 模 模 模 模 模 影具毛材先低为，具镦装要具装模装镦为材次结21作具章 ）具具具具具具响材 坯 料 满 等 如结 材 模 配 、工 配 具 配 模 如 料 刃 构 模 材结材结材材热模生料锻选足提下 合料、精经 作精在精、下选磨设具料模构料构料料处具产是造择模出三 模的成度济 部度使度成三择或计：是具设对设对选理寿现一不和具材大 具选形不上 位不用不形大和翻不包一材计模计模用与命场种良质钢料类 材择模高合 角高中高模类质修当括种料对具对具的表的调特；量的的， 料应等。理 度。需。等，量间；冲特与模寿模寿一面主查殊问使强即 的根。、 的刃。即问隔裁殊模具命具命般处要的题用度： 基据技 影磨：题内模的具寿 的 寿 的 原 理 因工；性、本模术响或；完、工失命影命影则对素程能硬性具上 翻成弯程效的响的响模材要度能的先 修制曲材分影影具料求及和生进 ，件模料析响响寿，塑相产的 则加、，命是性关条模 模工拉是的指等因件具 具次深指影生使素和材 总数模生响产用，工料 寿的、产模性来作。 命总冷模具能选条为和挤具零要择件。压零件求适的模件所，合需、所使同模使用时具用的的材材料料。。
2.4影响模具寿命的主要因素
2.4.3模具材料对模具寿命的影响 1.模具材料种类 2.模具工作零件的硬度 3.材料的冶金质量 4.采用新的热处理工艺
2.4.4模具热处理与表面处理对模具寿命的影响
2.4.5模具的使用对模具寿命的影响
2.3模具材料的选用
模具材料的选择应根据模具的生产条件和工作条件的需 要，结合模具材料的基本性能和相关因素，来选择适合模具 需要、经济上合理、技术上先进的模具材料。
2.3.1模具材料选用的一般原则 1.首先满足模具钢的使用性能要求 根据模具的工作条件、失效形式、寿命要求和可靠性的
高低等提出材料的强度、硬度及塑性等使用性能要求，同时 考虑尺寸效应及主要、关键的性能指标，应保证能满足生产 的需要。
2.2模具失效形式及失效分析
2.2.1模具失效形式 1.模具失效 指模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修
复方法（刃磨、抛磨）使其重新服役的现象。
模具的失效分：偶然失效 工作失效
2.模具寿命 指模具自正常服役至工作失效期间内所能完成制件加
工的次数。若模具在使用中需刃磨或翻修，则模具总寿命为 各次刃磨或翻修间隔内完成制件加工次数的总和。
2.工艺性能良好 模具所用的材料应从实际情况出发， 首先能制造出来，再者要具有良好的工艺性能 ，以便于加工。
3.材料来源方便 4.经济上合理
2.4影响模具寿命的主要因素
2.4.1模具结构设计对模具寿命的影响 模具结构的合理性，对模具的承载能力有很大的影响，
不合理的结构可能引起严重的应力集中或是过高的工作温 度，从而恶化了模具的工作条件，导致模具过早失效。 2.4.212341模.....模模模模模具腔腔具具具制结过工装零造构渡作配件质的圆部精加量影角位度工对响半角的精模径度影度具的响的R寿的影影命影响响的响影响 模③②首1高分 要模冷31⑥需 模⑥3若1⑥冷4分②各①第4（冷模模 模 模 模 模 模 影具毛材先低为，具镦装要具装模装镦为材次结21作具章 ）具具具具具具响材 坯 料 满 等 如结 材 模 配 、工 配 具 配 模 如 料 刃 构 模 材结材结材材热模生料锻选足提下 合料、精经 作精在精、下选磨设具料模构料构料料处具产是造择模出三 模的成度济 部度使度成三择或计：是具设对设对选理寿现一不和具材大 具选形不上 位不用不形大和翻不包一材计模计模用与命场种良质钢料类 材择模高合 角高中高模类质修当括种料对具对具的表的调特；量的的， 料应等。理 度。需。等，量间；冲特与模寿模寿一面主查殊问使强即 的根。、 的刃。即问隔裁殊模具命具命般处要的题用度： 基据技 影磨：题内模的具寿 的 寿 的 原 理 因工；性、本模术响或；完、工失命影命影则对素程能硬性具上 翻成弯程效的响的响模材要度能的先 修制曲材分影影具料求及和生进 ，件模料析响响寿，塑相产的 则加、，命是性关条模 模工拉是的指等因件具 具次深指影生使素和材 总数模生响产用，工料 寿的、产模性来作。 命总冷模具能选条为和挤具零要择件。压零件求适的模件所，合需、所使同模使用时具用的的材材料料。。
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（二）GCr15钢
1、主要性能特点 GCr15钢是专用轴承钢，冶金质量较高，与碳工钢相比： 硬度高，耐磨性好 接触疲劳强度高 淬透性高，淬、回火变形开裂倾向小 回火稳定性高，有较高的强韧性 使用寿命大幅提高 2、热加工工艺 1)锻造
GCr15钢的锻造性能较好，工艺规程一般是： 加热温度：1050~1100℃ 始锻温度：1020~1080℃ 终锻温度：850℃，锻后缓冷。
第二节 冷作模具材料及热处理规范
冷作模具钢综合分类：
① 低淬透性冷作模具钢 ② 低变形冷作模具钢 ③ 高耐磨微变形冷作模具钢 ④ 抗冲击冷作模具钢 ⑤ 高强韧性冷作模具钢 ⑥ 高耐磨、高韧性冷作模具钢 ⑦ 特殊用途冷作模具钢
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一、低淬透性冷作模具钢
（一）碳素工具钢
良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求 良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质
二、工造性 锻造温度范围宽 锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小
切削加工性
切削力小、切削用量大 刀具磨损小、加工表面光洁
磨削加工性
对砂轮质量及冷却条件不敏感 不易发生磨伤与磨裂
锻造工艺不当，碳化物将出现不良分布。
2)球化退火与正火
锻后采用等温球化退火：
加热温度：770~790℃，保温2~4h。 等温温度：690~720℃，等温4~6h。 退火后硬度：217~255HBW。 锻后若出现网状、条状碳化物，在退火前必须正火。
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
1、主要性能特点 优点：价格便宜，来源方便，较高的硬度，
一定的耐磨性，易于锻造，易于软化。 缺点：淬透性差，淬火易于变形、开裂 ，
模具寿命短。
典型钢种：T7A、T10A、T12A 2、热加工工艺
1）锻造 锻造工艺见表2~3。 工艺要点：
终锻温度不能过高，冷却速度不宜过缓（锻后空 冷），以避免析出二次网状渗碳体。
成分特点：碳工钢+少量Gr、Mn、Si、W、V
典型钢种：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV （一） CrWMn
1、主要性能特点
淬透性良好（φ40~φ50模具油中可淬透） 耐磨性良好（W碳化物作用） 淬火变形小 易形成网状碳化物，锻造不良，韧性差 2、热加工工艺
1）锻造 加热：1100~1150℃，始锻：1050~1100℃
硬度要求较高时，宜采用 150~200℃回火。
抗弯强度要求较高时，宜采用 220~280℃回火
图2-3
回火时间 1~2小时 回火冷却 油冷或硝盐浴
3、应用范围
碳素工具钢只适宜制作尺寸较小、形
状简单受载轻、生产批量不大的模具。
如：T7-轻载小型冷作模，T8-拉深模，T10-冷 镦模，T12-拉丝、切边模
图2-1 淬火温度对 T10A钢强韧性的影响
图2-2 淬火温度对T8钢 淬硬层深度的影响
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综合分析如下：
提高淬火温度，钢的强韧性下降，变形、开裂 的倾向增大。但提高淬火温度，可提高淬透性，增 加硬化层深度，提高模具的承载能力。
据此，碳素工具钢制模具的淬火温度选择原则是： 对于小型模具，可采用较低淬火温度 （760~780℃）。 对于较大型模具，适当提高淬火温度 （800~850℃）。 对于形状复杂的模具，应采用较低淬火温度。
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2）退火与正火 锻后模具毛坯应经预备热处理：
无粗大或网状碳化物时，采用球化退火。 出现粗大或网状碳化物时，先正火再球化退火。 球化退火和正火工艺见表2-4、2-5。 3）淬火与回火
碳素工具钢淬火和回火工艺规范见 表2-6，但对于具体模具应进行选择。 淬火温度的选择 考虑的因素见图2-1、2-2。
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书名：模具材料及表面处理 ISBN： 978-7-111-07622-3 作者：吴兆祥 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
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第二章 冷作模具材料
第一节 冷作模具对材料性能的要
一、使用性能要求 求
冷作模具的受载形式
淬火冷却方式的选择 水溶液、油冷
冷却方式 水溶液—油、水溶液—硝盐 分级淬火、等温淬火
具体冷却方法及适用范围见表2-7。
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回火温度选择
淬火后应及时回火，回火温度根据性能要 求而定。图2-3所示为碳素工具钢的力学性能 与回火温度的关系。
综合分析，回火温度确定如下：
主要合金元素的作用：
淬透性 锰 减小变形 硅
有回火脆
淬透性 回火稳定性 屈服强度 过热脱碳倾向大
淬透性
强度和韧性
铬 抗氧化性 耐磨性
镍 淬透性 耐蚀性
有回火脆性
有回火脆
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钼、钨、钒：属强碳化物形成元素，具有二次 硬化效果，对提高钢的回火稳定性、耐磨性、耐热 性都具有显著作用。
拉伸、弯曲、压缩 冲击、疲劳、摩擦
冷作模具的失效形式
磨损、开裂 断裂、变形、咬合、
使用性能的基本要求：
良好的耐磨性
模具硬度应高于工件的30%~50% 模具组织应为M回或B下加细小碳化物
高强度
σS、σ压应满足模具受载要求
足够的韧性（受冲击载荷大、易受偏心弯曲的模具）
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热处理工艺性
①淬透性 ：获得淬硬层深度
②回火稳定性：模具钢受热软化的能力
③脱碳倾向、过热敏感性
④淬火变形开裂倾向
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三、冷作模具材料的成分特点
1、钢的含量
对高耐磨的冷作模具：0.7%~2.3%C
对高强韧性冷作模具：0.5%~0.7%C
2、合金化特点 加入强碳化物形成元素和增加淬透性的元素
风或喷雾；大型模块，热油中冷却。
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。
3、应用 适于制作精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、
搓丝板和成型模。
二、低变形冷作模具钢