冷作模具钢的选材与热处理
冷作模具钢的选材与热处理
刘望道
（武汉轻工大学机械工程学院材料成型及控制工程专业）【摘要】在模具制造中，模具材料作为制造模具的基础,它的性能和热处理工艺对模具寿命有着决定性的影响。本文分析了冷作模具钢的工作条件及失
效形式，提出能满足冷作模具钢工作条件的性能要求，再选择适用的材
料并进行相应的热处理，以保证其性能要求。冷作模具性能要求包括耐
磨性、韧性、强度、抗疲劳性能和杭咬合性。冷作模具材料热处理工艺
性能主要包括:淬透性,淬硬性,耐回火性,过热敏感性,氧化脱碳倾向,
淬火变形和开裂倾向等。
关键词：冷作模具钢；选材；热处理
冷作模具是在常温下对材料进行压力加工或其他加工所使用的模具。冷作模具种类繁多、结构复杂，模具在使用中受到压缩、拉伸、弯曲、冲击、摩擦等机械力的作用。冷作模具正常失效形式主要是磨损、脆断、折弯、咬合、塌陷、啃伤、软化等，因此要求冷作模具用钢在相变热处理后，具有高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、抗咬合等能力，以保证模具具有一定的耐用度【1】。1.冷作模具的性能要求
根据冷作模具的工作条件及失效形式，冷作模具钢应具有如下基本性能【2-3】：a．高硬度和高耐磨性，工作时保持锋利的刃口
b．较高的强度和韧性及～定的热硬性，工作时刃部不易崩裂或塌陷。
c．较好的淬透性，保证淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度。
d．较好的加工工艺性和成形性，较好的淬火安全性，热处理变形小，在复杂断面上不易淬裂。
1．1模具的耐磨性
冷作模具在工作时，表面与坯料之间产生许多次摩擦，模具必须在这种情况下仍能保持较低的表面粗糙值和较高的的尺寸精度，以防早期失效。为提高冷作模具的抗耐磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度(30～50)％，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的粒状碳化物。因此钢中的碳的质量
分数一般都在0．60％以上。
1．2模具的韧性
模具材料的韧性，要根据模具t作条件来决定，对于受强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的冲裁模、冷镦模具等，困受冲击载荷较大，需要高的韧性；对于一般工作条件下的冷作模具的失效形式是疲劳断裂，因此模具不必具有过高的冲击韧度值。
1．3模具的强度
模具的强度即模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷作模具设计和材料选择的重要依据，主要包括：拉伸屈服点、压缩屈服点等。屈服是衡量模具零件塑性变形抗力的指标，也是最常用的强度指标。为了获得高的强度，模具制造过程中，要选择合适的模具材料，并通过适当的热处理工艺来达到其要求。
1．4模具的抗疲劳性能
冷作模具通常是在交变载荷的作用下发生疲劳破坏的，因此为了提高模具的使用寿命，需要有较高的抗疲劳性能。导致模具疲劳的因素有：钢中带状和网状碳化物、粗大晶粒；模具表面有微小刀痕、p1槽及截面尺寸变化过大和表面脱碳等。1．5模具的抗咬合性
当冲压R材料与模具表面接触时，在高压摩擦下润滑油膜被破坏，此时被冲压金属“冷焊”在模具型腔表面形成金属瘤，从而在工件表面划出痕迹。咬合抗力就是对发生“冷焊”的抵抗力。
2.模具的工艺性能要求
2. 1可锻性
锻造不仅减少了模具材料的棚械加工余量，节约钢材，而且改善模具材料的内部缺陷，如碳化物偏析、减少有害物质、改善钢的组织状态等。为了获得良好的锻造质鼍，对可锻造的要求是：热锻变形抗力低、翅性好、锻造温度范围宽，锻裂、冷裂及网状碳化物的倾向性小。
2．2可加工性
对可加工性的要求是：切削力小，切削量大，刃磨损小以及加工后模具表面光洁。冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢，大多数切削加工比较困难，为
了获得良好的切削加工性，需要进行热处理，对于表面质量要求高的模具可选用含S，Ca等元素的易切削模具钢。
2．3可磨削性
为了保证模具具有较好的表面粗糙度和尺寸精度，大部分模具都必须经过磨削加工。对可磨削性的要求是：对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤和磨裂，如加强模具钢的磨削性，可以通过在炼钢过程中加变剂(如蛳，ca，稀土元素等)。
2．4热处理工艺性
热处理工艺性能主要包括：淬透性，淬硬性，耐回火性，过热敏感性化脱碳倾向，淬火变形和开裂倾向等。
2．4．1淬透性和淬硬性
淬透性主要取决于钢的化学成分、合金元素含量和淬火前的组织状态。淬透性好的模具钢淬火时采用较温和的冷却介质，就可以获得较深的硬化层。对于形状复杂的小型模具，采用淬透性的模具钢制造以减少模具的变形和开裂；对于大截面，深型腔模具，选用高淬透性钢制造，淬火后心部也台匕得到良好的组织和硬度。淬硬性主要取决于钢的含碳量，所以对要求耐磨性高的冷作模具，一般选用高碳合金钢制造。
2．4．2耐回火性
耐回火性是在回火过程中随着温度的升高，钢抵硬度下降的能力。回火温度相同，硬度下降少的钢耐回火性好。耐回火性越高，钢的热硬性越高，在相同的硬度下，其韧性也较好。—般对于受到强烈挤压和摩擦的冷作模具，也要求模具材料具有较好的耐回火性。
2．4．3过热敏感性
模具在加热过程中，过热现象会得到粗大的马氏体，降低模具的韧性，增加模具早断裂的危险，所以冷作模具钢有过热倾向要求。
2．4．4氧化脱碳倾向
模具在加热过程中如果发生现氧化脱碳现象，就会改变模具的形状和性能，严蕈降低模具的硬度、耐磨性和使用寿命，使模具早期失效，所以要求冷作模具的氧化脱碳倾向小。对于容易发生氧化脱碳的含钼量较高的模具钢。宜采用真空
热处理、可控氛热处理、盐浴热处理等，以避免模具钢氧化脱碳。
2．4．5淬火变形和开裂倾向
模具钢淬火变形、开裂倾向与材料成分及原始组织状态，工件几何形状，热理工艺方法及参数等都有很大关系，模具设计选材时必须加以考虑。特别是—些形状复杂的精密模具，淬火后难以修整，这就要求材料淬火、回火后的变形程度小，—般应选择微变形钢。
3.冷作模具材料的选用
合理地选用模具材料并进行精确的成形加工和适当的热处理，能够有效的提高模具使用寿命。例如，对于形状简单，不易变形，截面不大，承受载荷较轻的冷作模具，常选用碳素工具钢鸭，1"9，T10，T11等和高碳低合金钢9Mn2V，CrWMn，Cr2等制造；对于形状复杂，容易变形，截面较大，承受载荷较大的冷作模具，宜选用高耐磨模具钢Crl2，Crl2MoV，Cr4W2V，Cr2Mn2SiWMoV等制造；对于承受大冲击载荷的冷作模具，常选用冲击韧性较高的模具钢4Cr4MoSiVACr5MoSiVl,SCrNiM04CrMnSiMoV,7CrSiMnMoV等制造。要求使用寿命较长的硅钢片冷冲模，无论承受轻载荷或重载荷，一般都选用Crl2，Crl2MoV，c 讲w2MoV，Cr2Mn2SiwMoV钢制造。在选用模具材料时，往往需要考虑生产批量。生产批量小或中等的，常选用碳素工具钢或高碳低合金模具钢；而生产批量
大的则宜选用高耐磨模具钢。
鉴于冲头与凹模的工作条件和使用性能要求存在着差别，所选用的钢材也有所不同。例如，冷挤压钢件和硬铝件时，凹模常选用Crl2，Crl2MoV钢；为了延长冲头的使用寿命，则可选用高速工具钢W18Cr4V，W6MoSCr4V2，W12M03Cr4V3N 钢。如果冲头同样选用Crl2，Crl2MoV钢，则其使用寿命低，一般仅为凹模的一半或更低【4】。
表2常用冷作模具钢的牌号、热处理、性能和用途
4．结束语
模具材料的选择要考虑优点和制约的平衡，需要和可能的平衡，结果产生有各种不同的结果。在现实生产中，根据模具的工作条件和失效形式来考虑材料使用性能，根据工厂的设备来考虑材料的工艺性能，根据市场的需求和反映，并综合考虑材料的价格等非技术方面因素。
合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。影响冷作模具的使用寿命是一个综合的因素；原材料选择的合理性、原材料内部的冶金质量、设计和制造工艺的合理性、使用条件和操作工人的技术水平等。但其中模具材料的选用和相应的热处理工艺是重要因素。据调查，在所有的模具失效因素中，模具的材料和热处理约占70%的比例，成为影响模具寿命的主要因素。因此，在模具的整个设计制造过程中，模具材料的选用和热处理工艺是否适当显得尤为重要。
(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。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）
SKD11模具钢材的热处理工艺
SKD11热处理工艺 成分标准：GB/T1299-2000 化学成份：% C碳Si硅Mn锰Cr铬V钒Mo钼P磷S硫磺 1.50 0.25 0.45 1 2.0 0.35 1.00 ≤0.025 ≤0.010 特点：高碳高铬钢，高淬透性，高硬度、耐磨性及韧性极高。 用途：各种冷模，成形轧辊，剪刀，形状繁杂之冷压工具，塑胶模等。 硬度：出厂状态：HB≤255，最终热处理后HRC60°左右； A.预热处理：调质（获得稳定材料金相组织） 调质：淬火，940℃油或水冷（材料深度较大时油冷），640℃回火，硬度HRC29-33； 上海荔锋模具钢材有限公司https://www.360docs.net/doc/152977537.html, B.最终热处理内容如下： 1．淬火：先预热700-750℃（宜二次预热~500℃~850℃），再加热至1000-1040℃，在静止空气中冷却，如钢具尺寸在6寸以上则加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。 2．回火：加热至150~200℃，在此温度中停留保温≥2小时，然后在空气中冷却。回火温度，保温时间及HRC硬度变化（见以下参考图）。
C、采用试验比较的方法积累经验值： SKD11 https://www.360docs.net/doc/152977537.html,/productinfo/detail_4_51_109.html 热处理工艺试验内容： 1．准备试棒,按以下规格数量备各零件（采用原P620-01-m01料单有误的两件坯料，棒料则按仓库现有的Cr12MoV或Cr12，但必须注明其材料牌号）； 2．在零件上作出序号标识：（1，2，3，4等）； 3．工艺路线： A、件号如（1，2）（温度调整异同各1件）：按预热处理精加工（铣或磨削）最终热处理； B、件号如（3，4）（温度调整异同各1件）：加工后最终热处理；（热处理及加工后应尽量平放，细长件应及时垂直吊放）； 4．各工序完成时请及时在附表中填写各加工后、热处理后的实际尺寸及平行度，直线度实际值等形位尺寸实际值，热处理温度及保温时间，各起始时间及详细操作过程和时间，实际硬度值,操作者姓名等内容。 附注：a、SKD11：200*20*20 4件; b、SKD11：55*55*55 4件; c、SKD11：55*55*55 4件（按图加工形状）; d、Cr12或Cr12MoV φ20*200 2件; e、Cr12或Cr12MoV 库房中现有较小规格材料2件; 资料来源：https://www.360docs.net/doc/152977537.html,/articleinfo/detail_5_10_365.html
冷作模具钢
冷作模具钢 冷作模具钢包括制造冲截用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等 1.冷作模具钢的工作条件及性能要求 冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。 2.钢种选择 通常接冷作模具的使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况： （1）尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如．小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是；可加工性好、价格便宜、来源容易。但其缺点是：淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此，只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。 （2）尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢．可代替或部分代替含Cr的钢。 9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小，而淬透性比碳素工具钢大．其价格只比后者高约30％因此是一个值得推广使用的钢种。 但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。 9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具，可采用奥氏体等温淬火。 （3）尺寸大、形状复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢．如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有选用高速钢的。 近年来用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性长处．而用它的高淬透性和高耐磨性。为此．在热处理工艺上也应有所区别。 选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以提高韧性。例如W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用1190℃的低温淬火。又如W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率。 〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高钢的回火稳定性和回火温度（240一270℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。 3.充分发挥冷作模具钢性能潜力的途径
s136模具钢热处理工艺
S136热处理工艺 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5b a r的气压。
钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。 回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图
注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。 在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S TAVA X E S T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大+0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大+0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -
冷作模具钢有哪些_冷作模具钢分类
冷作模具钢有哪些_冷作模具钢分类 本文档由深圳机械展SIMM整理，详细介绍冷作模具钢。 冷作模具钢是应用最为广泛的一类模具钢，它的产量占据了模具钢产量的大半江山，包括各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金、钢结硬质合金、粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢，另外结构钢、锌合金、增强塑料也被用来制作冷作模具。 冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性、足够的强度和韧性、高的疲劳寿命、良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。 我们将常用的冷作模具钢做一个基本的分类： 碳素工具钢、高碳低合金钢 模具钢切削、热处理 碳素工具钢：常见的包括7种，分别是T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13。碳素工具钢中的碳的含量在0.7%-1.3%范围内，原料来源普遍，因此价格便宜。另外它的加工性能良好，淬火温度低，而且热处理后具有较高的表面硬度和较好的耐磨性。（碳元素能增强钢的硬度）
高碳低合金钢：常见的包括21种，分别是9SiCr、9Mn2V、9CrWMn、CrWMn、DS、GCr15、Gr2、60Si2Mn、8Cr2MnWMoV5、GD、Cr2Mn2SiWMoV、W、4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、8MnSi、6SiMnV、CH-1、6CrMnSi2MoV、5Cr3Mn1SiMo1V、Cr06。高碳低合金钢种碳的含量一般都较高（≥0.6%），它在碳素工具钢的基础上加入适量的Cr、Ni、Mo、Ti、W、V、Si、Mn等合金元素冶炼而成，合金元素的总质量分数在5%以下。这些合金元素的加入提高了钢的过冷奥氏体的稳定性，钢的淬透性也大幅提升；另外一些合金元素也使得淬火冷却的速度提高，减少了淬火热应力和组织应力，防止淬火变形和淬火开裂倾向。 高耐磨冷作模具钢：高耐磨冷作模具钢一般是高碳高铬钢，是一种高合金冷作模具钢，应用最为广泛，包括有LD-1、LD-2、Cr12、 Cr12Mo1V1、Cr12MoV、Cr12Mo、Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr12V、ER5、GM、Cr5Mo1V、Cr12W等常见的13种。这类钢大部分是莱氏体钢、组织中有大量共晶碳化物，淬火后有大量共晶碳化物存在，同事含有大量残留奥氏体，因此热处理后有变形小，耐磨性高，承载力大的优势。 冷作模具用高速钢：常见的有W18Cr4V（即W18）、W6Mo5Cr4V2（即M2）、W9Mo3Cr4V（即W9）、W12Mo3Cr4V3N（即V3N）、
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冷作模具钢的选材与热处理 刘望道 （武汉轻工大学机械工程学院材料成型及控制工程专业）【摘要】在模具制造中，模具材料作为制造模具的基础,它的性能和热处理工艺对模具寿命有着决定性的影响。本文分析了冷作模具钢的工作条件及失 效形式，提出能满足冷作模具钢工作条件的性能要求，再选择适用的材 料并进行相应的热处理，以保证其性能要求。冷作模具性能要求包括耐 磨性、韧性、强度、抗疲劳性能和杭咬合性。冷作模具材料热处理工艺 性能主要包括:淬透性,淬硬性,耐回火性,过热敏感性,氧化脱碳倾向, 淬火变形和开裂倾向等。 关键词：冷作模具钢；选材；热处理 冷作模具是在常温下对材料进行压力加工或其他加工所使用的模具。冷作模具种类繁多、结构复杂，模具在使用中受到压缩、拉伸、弯曲、冲击、摩擦等机械力的作用。冷作模具正常失效形式主要是磨损、脆断、折弯、咬合、塌陷、啃伤、软化等，因此要求冷作模具用钢在相变热处理后，具有高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、抗咬合等能力，以保证模具具有一定的耐用度【1】。1.冷作模具的性能要求 根据冷作模具的工作条件及失效形式，冷作模具钢应具有如下基本性能【2-3】：a．高硬度和高耐磨性，工作时保持锋利的刃口 b．较高的强度和韧性及～定的热硬性，工作时刃部不易崩裂或塌陷。 c．较好的淬透性，保证淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度。 d．较好的加工工艺性和成形性，较好的淬火安全性，热处理变形小，在复杂断面上不易淬裂。 1．1模具的耐磨性 冷作模具在工作时，表面与坯料之间产生许多次摩擦，模具必须在这种情况下仍能保持较低的表面粗糙值和较高的的尺寸精度，以防早期失效。为提高冷作模具的抗耐磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度(30～50)％，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的粒状碳化物。因此钢中的碳的质量
模具材料及热处理
模具材料及热处理模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且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）。 1.2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、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保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。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入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，这种现象叫固溶强化现象。 1.5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。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵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的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径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，叫布氏硬度，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。 2.1.1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，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，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，测量结果分离度大，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。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。
对塑料模具钢的要求及热处理范文
对塑料模具钢的要求及热处理 ☆耐腐蚀、硬度高、易切削加工、高镜面性。 钢的热处理： 1.予硬化型塑料模具钢的热处理： ⑴.我国的3Cr2Mo：相当美国的P20，瑞典（ASSAB）的618，德国的40CrMnMo7，日本（日立）的 HPM2。 荐的规范为淬火—840~8800C，油冷， 回火—600~6500C，空冷， 硬度—28~33HRC。 ⑵.美国（AISI、SAE）推荐的P20钢渗碳后的热处理工艺： 淬火—820~8700C， 回火—150~2600C，空冷， 硬度—58~64HRC（渗碳层表面硬度）。 ⑶.德国40CrMnNiMo钢（DIN2738，相当于P20＋Ni或SM3Cr2NiMo）的热处理特性：淬透性比 SM3Cr2Mo更高，保证钢在较大截面上力学性能 均匀，宜做大截面（＞400mm）的塑料模具。钢的冶金质量、加工性优良。抛光性 和电蚀刻性亦好。 供应硬度：280~325HBS 退火工艺：加热温度710~740 0C，炉冷。硬度≤265HBS。 淬火：奥氏体化温度840~8700C，必须予热，予热温度约6500C。形状复杂、尺寸厚薄不均者最好二次予热，第一次约4000C予热，保温时间按0.5~1.0min/mm计算。经予热后的淬火保 温时间按0.5min/mm计算。为使合金元素充分溶入奥氏体，保温时间应足够。 冷却：油冷或180~2200C热浴分级淬火，以热浴为好。热浴冷却保温时间以模具整个截面温度均匀为度，然后出炉空冷到800C左右立即回火。 2小时，空冷。 渗氮：可提高耐热疲劳强度，降低摩擦系数（抗咬合），延长模具使用寿命。以离子渗氮或气体渗氮为宜（干净）。有效渗氮层深度以0.2~0.3mm为宜。硬度550~800HV，渗氮后不宜研 磨，以免渗氮层磨掉。 焊接：焊接时须予热至400~5000C后，进行焊接。焊接后及时消除应力退火，工艺为600~6500C，充分保温后炉冷。 镀铬：该钢可以镀铬，镀铬后应立即进行去氢退火。去氢退火工艺：加热温度180~2000C，保温时间2~4小时。 2.易切削予硬化型塑料模具钢的热处理。 ⑴.8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢，是含硫易切削钢，当热处理到硬度40~42HRC时，其切削加工性良 好，综合力学性能亦好，可研磨抛光到Ra0.025μm该钢有良好的光刻浸蚀性能。 退火：800±100C，保温2~4小时，降温到700~7200C等温，保温4~6小时，炉冷，硬度≤229HBS。 淬火：880~9200C，空冷，硬度63HRC。 淬火加热时间，盐浴炉1.5~2.0min/mm；气体介质炉2.0~2.5min/mm。
s136模具钢热处理工艺
s136模具钢热处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
S136热处理工艺 软性退火 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 淬火
保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中 ●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5ba r的气压。 钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。
回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图 注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。
在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S T A V AX ES T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大 +0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大 +0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -空冷最小 最大 -0.02 +0.02 ±0 -0.03 ±0 - 真空淬火最小 最大 +0.01 -0.02 ±0 +0.01 -0.04 - 回火时的尺寸改变 注意：淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起。
模具钢的处理
模具钢的处理 模具钢材的热处理方式与加工工序安排密切相关。在模具制造时，应当根据材料和加工工艺路线来选择热处理方法，制定相应得热处理工艺。 （1）一般冷作模具钢工作零件的热处理工序安排：筹造——退火——机械加工成型——淬火与回火—工修整。 （2）冷作模具钢采用成型磨削及电加工工艺：锻造——退火——机械粗加工——淬火或回火——精加工（磨削、电加工）。 （3）冷作模具钢复杂冲模的加工：锻造——退火——机械粗加工——高温回火或调质——机械加工成型——淬火与回火——磨削与电工加工成型。 大多数冷作模具钢使用状态为淬火与回火，模具硬度通常为60hrc，为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性和使用寿命，常进行表面强化处理，如渗碳、渗氮、渗硼氮碳共渗、td 法渗钒铌、化学气相村积（cvd）等作为最终热处理。 模具热处理 模具制造的成本高，特别是一些精密复杂的冷冲模、塑料模、压铸模等。采用热处理技术提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具寿命，有显著的经济效益，我国模具技术工作者十分重视模具热处理技术的发展。 1 真空热处理 模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。 2 深冷处理 近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(-196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火、回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。 3 模具的高温淬火和降温淬火 一些热作模具钢，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量、改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。 4 化学热处理 化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧化性等性能。几乎
冷作模具钢的分类
下料冲孔模具用钢 主要用于制造对金属或非金属板材进行下料、冲孔用的凸模和凹模。当薄板放在凸模、凹模之间进行冲裁时，薄板在最初阶段产生变形，随着变形量的增加，薄板的下侧表面因受到大的拉应力而产生开裂。在使用过程中，随着凹模和凸模的磨损量的增加，其刃部的尖角逐步变为圆角，导致薄板下侧产生的拉应力降低，薄板厚度方向受到压缩，增加了被冲裁板料的加工硬化和变形、延迟了板料产生裂纹的时间，坯料切断后，其断口周围产生毛刺，随着模具磨损量的增加，工件的毛刺高度增加，当毛刺高度超过规定要求时，模具就需要更换或返修。 下料冲孔模具用钢，一般根据被加工工件的材料种类、厚度、生产工件的批量和模具的尺寸精度、形状复杂程度等因素选择钢材。 当冲压低硬度的纸板，塑料板，铝、镁合金板，铜合金板时，如果冲裁产品批量不大，可选用碳素工具钢；批量较多时，可选用CrWMn、9CrWMn、7CrSiMnMoV等低合金钢，淬回火硬度为HRC62~64；生产批量达到100万件，可选用 Cr12、Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等钢号，淬回火硬度为HRC61~63；当生产批量超过100万件时，可选用高速钢、超硬高速或硬质合金制造模具。
当冲压强度高、变形抗力大的碳素钢板、硅钢钢板、不锈钢板时， 要根据材料的强度、厚度、变形抗力，选择合金含量更高、耐磨性更 好的高一档模具钢。 对截面尺寸较大的模具，要选用合金元素含量较高、淬透性好的 模具钢。 当被加工材料厚度增加时，也需要考虑选择高一档的模具钢。推 荐的冲压模具用钢见表1-1-6。 表1-1-6 薄板下料冲孔模具用钢的选择 生产批量/件被加工材料 103104105106107铝、镁及 铜合金 CrWMn CrWMn ,Cr5Mo1V CrWMn ,Cr5Mo1V , Cr12MoV Cr12MoV , Cr12Mo1V1, 高速钢 硬质合金 碳钢、合金 结构钢 CrWMn CrWMn CrWMn Cr12MoV1硬质合金铁素体不锈钢 Cr5Mo1V Cr5Mo1V ,Cr12,Cr12MoV Cr12Mo1V1,高速钢 奥氏体不锈钢 CrWMn , Cr5Mo1V CrWMn ,Cr5Mo1V , Cr12 Cr12,Cr12MoV , Cr12Mo1V1Cr12Mo1V1, 高速钢 硬质合金 淬回火弹簧钢(≤HRC52) Cr5Mo1V Cr5Mo1V , Cr12, Cr12MoV Cr12Mo1V1, Cr12MoV , 高速钢Cr12Mo1V1, 高速钢， 粉末高速钢硬质合金 变压器硅钢 Cr5Mo1V CrWMn , Cr2, Cr12Mo1V1, 硬质合金 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指
常用冷、热作模具钢化学成分表
常用冷作模具钢化学成分表 钢号 C Mn Si Cr W V Mo 其他 高碳工具钢 T7 O.65～ 0.74 ≤0.40≤0.35 T8 0.75～ 0.84 ≤0.40≤0.35 T9 0.85～ 0.94 ≤0.40≤0.35 T10 0.95～ 1.04 ≤0.40≤0.35 T11 1.05～ 1.14 ≤0.40≤0.35 T12 1.15～ 1.24 ≤0.40 ≤0.35 高碳低合金钢 9Mn2V 0.85～ O.95 1.70～ 2.00 ≤0.40 0.10～ 0.25 CrWMn 0.90～ 1.05 0.80～ 1.10 ≤0.40 0.90～ 1.20 1.20～ 1.60 MnCrWV 0.95～ 1.05 1.00～ 1.30 ≤0.40 0.40～ 0.70 0.40～ 0.70 0.15～ 0.30 9SiCr 0.85～ O.95 O.30～ 0.60 1.20～ 1.60 0.95～ 1.25 Cr2(GCr15) 0.95～ 1.10 ≤0.40≤0.40 1.30～ 1.65 7CrSiMnMoV O.65～ O.75 O.65～ 1.05 0.85～ 1.15 0.90～ 1.20 0.15～ 0.30 Cr2Mn2SiWMoV 0.95～ 1.05 1.80～ 2.30 0.60～ 0.90 2.30～ 2.60 0.70～ 1.10 0.10～ O.25 0.55～ O.80 高耐磨钢 Cr6WV 1.00～ 1.15 ≤0.400.4n 5.50～ 7.00 1.10～ 1.50 0.50～ 0.70 Cr4W2MoV 1.12～ 1.25 ≤0.40 0.40～ O.70 3.50～ 4.00 1.90～ 2.60 0.80～ 1.10 0.80～ 1.20 Cr5MoV 0.95～ 1.05 ≤1.00≤0.50 4.75～ 5.50 O.15～ O.50 0.90～ 1.40 6Cr4W3M02VNb 0.60～ 0.70 ≤0.40≤0.40 3.80～4.4 2.5～3.5 O.80～ 1.20 2.5～ 3.5 Nb0.2～ 0.35 Crl2 2.00～≤0.40≤0.4011.50～
国内常见模具钢牌号对照表
国内常见进口模具钢牌号
进口淬火钢 SMV3W 46～49RC 49～52RC AUBERT＆DUVAL 大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命2343ESR 46～49RC 48～52RC 大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命 8407 46～49RC 45～54RC 一胜百大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命 2344 46～49RC 48～52RC 布德鲁斯滑块、顶块、镶件高寿命 S-136 46～49RC 45～54RC 一胜百大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命、耐腐蚀SKD61 46～49RC 滑块、顶块、镶件、杆件高寿命 SKH51 59～61RC 小镶针、小顶针、扁顶针高硬度、韧性较好、高耐磨 SUJ2 58～62RC 高频淬火导柱、导套、复位杆 进口预硬钢 NAK80 37～43RC 大同大灯罩、支架镜面钢、焊接性好、韧性差 MEK4 42～43RC AUBERT＆DUVAL 后灯灯罩抛光性好 NIMAX 40RC 一胜百后灯灯罩抛光性好、皮纹效果好 718HH 35～39RC 一胜百后灯灯罩抛光性好、皮纹效果好 718S 30～35RC 一胜百寿命要求中等的模具抛光性较好、皮纹效果好 718 28～33RC 一胜百寿命要求中等的模具抛光性较好、皮纹效果好 618HH 36～40RC 一胜百后灯灯罩后模抛光性较好、皮纹效果好 2738 28～33RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 738HH 33～38RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 738MOD.TS 31RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 2711 37～40RC 布德鲁斯滑块、顶块、镶件抛光性好、加工性不好 GS-2711 35～38RC 滑块、顶块、镶件抛光性好、加工性不好 P20HH 34～38RC 芬苛乐寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 P20LQ 34～38RC 芬苛乐寿命要求高的大型模具抛光性好、皮纹效果好 MOLDMAX30 26～32RC BRUSH WELLMAN 不易冷却的镶件导热性好 MOLDMAX40 36～42RC BRUSH WELLMAN 不易冷却的镶件导热性好 AMPCO18 192HB AMPCO 导套、导向条、耐磨片自润滑性极佳、耐磨 AMPCO21 30RC AMPCO 导套、导向条、耐磨片自润滑性极佳、耐磨
模具钢的热处理
模具钢的热处理 模具钢材是目前增长速度比较快的行业之一，主要原因是社会工业化的发展处于一个高峰期，各种模具钢材性能北欧不断在改进，形成了一定的市场规模。而模具钢热处理的过程是决定模具钢性能的关键环节。 1.模具钢热处理是把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。由热作模具钢和冷作模具钢的性能差异可以看出不同的模具钢，需要的热处理条件是不一样的。 2.模具钢热处理有几下几种工艺： （1）退火：将金属或合金的材料加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。 （2）正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却。（3）淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却。 （4）回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却。 （5）调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火。 （6）表面热处理：改变模具钢表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。 表面热处理分为两大类，一类是表面淬火回火热处理，另一类是化学热处理，其硬度检验方法如下： 1.表面淬火回火热处理 表面淬火回火热处理常用感应加热或火焰加热的方式进行。主要参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。硬度检测可采用维氏硬度计，也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算，转换成标准、图纸或用户需要的硬度值。表面淬火时，热作模具钢性能要求要比较耐高温，淬火温度会高些，冷作模具钢通常要求有较高的硬度。 2.化学热处理
化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子，从而改变工件表面的化学成分、组织和性能的一种处理方式。经淬火和低温回火后，工件表面具有较高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而工件的芯部又具有高的强韧性。化学热处理工件的表面硬度检测与表面淬火热处理工件的硬度检测相近，都可以用维氏硬度计、表面洛氏硬度计或洛氏硬度计来检测，只是渗氮厚的厚度较薄
新型冷作模具钢
本文档于模具钢材网https://www.360docs.net/doc/152977537.html,编辑分享 新型冷作模具钢 为适应冷镦模和厚板冲剪模的工作要求，既要有良好的耐磨性，又有较高的韧性.先后发展了一系列高韧性、高耐磨性的冷作模具钢。代表性的钢有8Cr8Mo2V2Si、Cr8Mo2V2WSi 等。我国常用的是7Cr7Mo2V2Si钢，其主要成分为:ω(C) =0.75%,ω(Si)=1. 0%, ω(Cr)=7.0%，ω(Mo)=2.5%,w(V)=2.0%.这类钢的总合金元素质量分数为12%左右，有较好的淬透性，热处理变形小。在退火状态，钢中碳化物以VC为主，还有少量M23C6和M6C6随悴火温度升高，碳化物逐渐溶于奥氏体。当温度超过1180℃，奥氏体晶粒明显长大，故淬火温度应在1100-11501℃。此时剩余碳化物量为3%VC，由于VC的硬度高达HV2093，提高了钢的耐磨性。由于剩余碳化物总量不高，钢的韧性较好。经1150℃淬火，奥氏休晶较度为8级，并含有不超过15%(体积分数)的残余奥氏体。淬火回火时在500-550℃间出现二次硬化峰，这是由于VC析出和残余奥氏体分解产生的。对要求强韧性好的模具，采用低淬火温度1100℃加热，550℃回火2-3次。若耍求高耐磨性和冲击负荷下工作的模具，用高温1150℃淬火，560℃回火2-3次。这类钢用来制造冷镦模、冷冲模及冲头、冲剪模、冷挤压模等。 粉末冶金冷作模具钢是另一种新型冷作模具钢，采用粉末冶金法，用水雾化法将钢水雾化成细小钢粉末，通过快速凝固，每颗粉末中的高合金莱氏体得到细化，显著改善烧结后钢的韧性。同时这种方法还可以生产用传统冶金方法难以生产的高碳高合金冷作模具钢。使钢中含有更多的硬质碳化物VC,_如ω(V)为10%的高碳高钒粉末冷作摸具钢CPM1OV，ω(C)=2.45%，ω(V)=10%，ω(Cr)=5%，ω(Mo)=1.3%，具有更高的耐磨性
模具钢常用到的热处理方法,及其作用
模具钢常用到哪些热处理方法？其作用是什么？ 发布时间：2012/2/13 资讯来源：A-lancy 发布企业：金属表面处理的方法热处理就是将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，获得所需性能的一种加工工艺。模具制造过程中常用到的热处理方法有：退火、正火、淬火，回火、调质、渗碳、氮化处理。 ⑴退火处理 退火是将金属或合金表面加热到适当的温度，保温到一定的时间，然后随炉缓慢冷却的热处理的工艺，其实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变。 ①退火作用 a. 降低钢的表面硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变变形加工； b. 细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，使钢的组织成分均匀，改善钢的性能活为以后的热处理做准备； c. 消除钢的内应力，以防止变形或开裂。 ②退火方法常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火和等温退火等。 a. 完全退火又称中结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢的冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺，适用于含碳量为0.3% ~0.6%的中碳钢和中碳合金钢。
b. 球化退火使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺。常用的球化退火有普通球化退火和等温球化退火两种，此工艺主要用于共析钢和过析钢的模具、量具和刃具钢等。 c. 去应力退火为了去除由于塑性变形加工、锻造、焊接等造成的参与应力及锻件内存在的残余应力而进行的退火工艺。 d. 再结晶退火又称中间退火，是指经冷形变后的金属加热再结晶温度以上，保持适当的时间，使变形晶粒重新结晶成均匀的等抽晶粒，以消除变强化和残余应力的热处理工艺。 e. 等温退火就是将钢件或毛坯加热到高于Ac3（或Ac1）温度，保持适当时间后，较快的冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体组织，然后再空气中冷却的热处理工艺，此种退火方法主要用于冷奥氏体Ac比较稳定的合金钢。 ⑵正火处理 正火是将钢材或钢件加热到Ac3以上表面30 ~50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。正火的作用： a. 可消除过共析钢中的网状碳化物，改善钢的切削加工性能； b. 细化过热铸、锻件晶粒和消除内应力； c. 对含碳量小于0.4%的中、低碳钢可用正火代替退火做预先热处理； d. 含碳量在0.4% ~0.7%的不太重要的工作可在正火状态下使用。 ⑶淬火处理
几种常用模具钢热处理讨论稿
热处理资料与讨论 a.材料成分和机械加工性能（成分比例大同没有提供） DC53的主要化学成分 背景:DC53是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11 性能：用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命与此同时DC53之三个优良特性(1)DC53的热处理硬度比SKD11高（可从大同提供的热处理参数表验证） 热处理性能特点：DC53是在SKD11(Crl2MoV)基础上改进的冷作模具钢，常规热处理条件下，残余奥氏体几乎全部分解，一般可省略深冷处理，在较强硬度下仍可保持较高的韧性。思考点： 硬度需要决定了热处理的工艺路线。不同的硬度、韧性需求有不同的处理方式 硬度决定了模具的耐磨性。硬度高耐磨性强，承载冲击量高，模具精度稳定性好。 外径落料模（二次外径冲孔）、时穴冲孔模具及字钉连续模的要求相较差别。 1.外径精度要求一般（公差-8~0）冲制批量一般用淬火+低温（230℃）回火处理 2.时穴精度要求高（公差±3）冲制批量一般用淬火+低温（230℃）回火处理 3.字钉精度要求高（公差±1）冲制批量大出于保险考虑用淬火+低温（230℃）回火处理（可实验淬火+530℃）回火处理）。 b.热处理实验工艺制定 DC53热处理图 在实际热处理中，保温时间为每25mm厚20-30分钟。
第一次预热温度：650℃，升温时间30分钟，保温时间初设 2 小时 第二次预热温度：850℃，升温时间20分钟，保温时间初设 2 小时 第三次升温温度：1030℃，升温时间20分钟，保温时间初设1.5小时 回火温度选择230℃、520℃每次回火时间初设1.5-2小时回火3次 做热处理实验，回火次数为3次。务必要做到。所有过程真空炉完成。完成后用洛式硬度计打表面硬度。 淬火、回火钢材金相组织的实际变化和对性能的意义 淬火是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。 经过回火，钢的组织趋于稳定，淬火钢的脆性降低，韧性与塑性提高，消除或者减少淬火应力，稳定钢的形状与尺寸，防止淬火零件变形和开裂，高温回火还可以改善切削加工性能。同理其它热处理的工艺如下： SKD11模具钢热处理规范: 过程与DC53相似。但是如果强调线切割性能的话，应当采取较高温度的回火，因此在硬度得到满足的条件下在回火温度区域里可选择尽量选择较高温度的回火。 SKD11热处理图 SKH51热处理工艺 SKH51热处理图 第一次预热温度：650℃，升温时间30分钟，保温时间初设 2 小时 第二次预热温度：850℃，升温时间20分钟，保温时间初设 2 小时 第三次升温温度：1220℃，升温时间20分钟，保温时间初设1.5-2小时 淬火后油冷。 回火温度选择200℃、560℃每次回火时间初设1.5-2小时回火3次 SKS3模具钢热处理规范: 淬火:先预热至550℃~650℃，再加热至800~850℃在油冷。 回火:加热至280℃~320℃，在此温度中停留，然后在静止空气冷却。 硬度:HRC56℃以上 SKS3热处理比SKH51容易（热处理图略） 手动洛氏硬度计