冷挤压模具选材及热处理
第四节 冷作模具的锻造与热处理
2、T10A钢冲裁凹模的热处理 模具尺寸如下图
技术要求 ①硬度60~64HRC ②15mm处为配合尺寸，要求变形小
淬火工艺 因孔型多，尺寸较大，采用的又是T10钢，淬火变形 开裂的可能性大，为防止变形、开裂，常采用碱浴分级淬 火，并采取适当的防变形措施。 采用延迟淬火法。 刃口采用局部淬火法。 模具直角处包扎铁皮。 M10螺钉孔用石棉绳堵塞。
（4）分级淬火和等温淬火 是模具最重要的强韧性化方法，可以减少模 具的变形和开裂. 冷作模具钢的分级淬火和等温淬火工艺及应用范围 见表2—47. （5）其他强韧化处理方法 主要是：形变热处理、喷液淬火、快速加热淬火、消 除链状碳化物组织的预处理工艺等。
4、主要冷作模具的热处理特点 （1）冲裁模 对于薄板冲裁模 在工艺上应保证热处理变形小、不开裂和高硬度。 通常根据模材类型采用不同的减少变形的热处理方法。如， 双液淬火工艺、碱浴淬火工艺、低温淬火工艺、快 速加热分级淬火、恒温预冷工艺、等温淬火等。 以上工艺方法的具体应用参考表2-48。 对于重载冷冲模 由于失效形式是崩刃和折断，热处理工艺上应保证 模具获得高强韧性。通常采用的热处理方法有：细化 奥氏体晶粒处理、细化碳化物处理、贝氏体等温淬火、 循环超细化处理、低温淬火等方法。
热处理工序安排应注意以下几点： ① 对于高精度要求的模具为减少热处理变形，常在机 械加工之后安排高温回火或调质处理。 ②对于线切割加工模具，为防止线切割时变形开裂， 其淬回火常采用分级淬火或多次回火和高温回火。 ③为了保持模具尺寸的稳定性，线切割之后应及时 再回火
2、冷作模具的淬火 （1）合理选择淬火加热温度 对于具体模具，在加热工艺规范的基础上要作精细选 择，选择的依据主要是模具的使用性能要求。 如保证淬透、淬硬或较高的热硬性，应选择较高的淬火 加热温度；如要求较高的韧性和耐磨性，应选择较低的淬 加热温度。 （2）合理选择淬火保温时间 生产中常采用到温入炉的方法加热，淬火保温时间可 按以下经验公式确定 ： t=αD t 淬火保温时间（min或s） α 加热系数（min/mm或s/mm），见表2-45。 D 工件有效厚度（mm ）
冷挤压模具选材及热处理
目录第一章装配图 ...................................................................... 错误!未定义书签。
第二章工件的服役条件 .. (2)2.1 概念 (2)2.2 冷挤压模具 ............................................................. 错误!未定义书签。
第三章材料的选取 . (4)3.1 冷挤压模具材料的选取 (4)第四章零件的加工工艺路线 (6)第五章热加工过程及分析 (7)5.1 冷挤压凹模的热处理工艺 (7)5.2 冷挤压凸模的热处理工艺 (8)第六章性能检测方法及分析 (10)6.1 力学性能检测 (10)6.2 成分、组织及微观形貌检验 (10)第七章结论与建议 (14)参考文献 (15)第一章装配图图1-1 带导柱导套实心件正挤压模装配图1—螺杆 2—弹簧垫圈 3—调节螺母 4—拉杆 5—顶杆 6—凸模 7—活动护套第二章工件的服役条件2.1 概念冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相当大，同时由于金属材料的激烈流动所产生的热效应可使模具工作部分温度高达200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条件相当恶劣。
因此冷挤压模具应具有以下特点：(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；(6)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；(7)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度[1]。
冷挤压工艺流程
冷挤压工艺流程冷挤压工艺是一种常用的金属成型方法，通过将金属坯料置于模具中，在受到一定压力的作用下，使得金属坯料在模具的作用下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工件。
冷挤压工艺流程主要包括原料准备、坯料加热、挤压成形、冷却退火等步骤。
首先，原料准备是冷挤压工艺流程的第一步。
在进行冷挤压之前，需要准备好金属坯料，通常采用的是圆形、方形或者多边形的金属坯料。
这些坯料需要经过清洗、除油、预加热等处理，以确保坯料表面清洁，并且达到适合挤压成形的温度。
接下来是坯料加热。
在冷挤压工艺中，坯料需要在一定温度范围内进行加热处理，以提高金属的塑性和可变形性。
加热温度的选择需要根据金属的种类和成分来确定，通常会在金属的再结晶温度以上进行加热，使得金属内部的晶粒得以再结晶，从而提高金属的延展性和塑性。
然后是挤压成形。
在坯料加热到适当温度后，将坯料放入挤压机的模具中，施加一定的压力，使得金属坯料在模具的作用下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工件。
在挤压成形的过程中，需要控制好挤压速度、挤压压力和模具温度，以确保成形工件的质量和尺寸精度。
最后是冷却退火。
在完成挤压成形后，需要对工件进行冷却和退火处理。
冷却可以通过水冷、风冷等方式进行，以快速降低工件温度，防止工件变形和晶粒长大。
而退火则是通过加热和保温的方式，使得工件内部的晶粒得以再结晶和调整，从而提高工件的塑性和韧性。
冷挤压工艺流程是一种常用的金属成型方法，通过原料准备、坯料加热、挤压成形、冷却退火等步骤，可以得到形状和尺寸精度高的工件。
在实际应用中，需要根据具体的金属材料和产品要求，合理设计和控制冷挤压工艺流程，以确保生产出符合要求的工件。
冷挤压模具工作零件常用材料
冷挤压模具工作零件常用材料
1.有色金属材料
有色金属材料是冷挤压模具工作零件中常用的材料，具有良好的导热性和导电性，适用于冷挤压加工高温材料。
常用的有色金属材料有：（1）铜合金：铜合金具有良好的塑性和导热性，耐磨性能好，适合用于制作冷挤压模具的工作零件。
（2）铝合金：铝合金具有较低的密度和良好的导热性，重量轻，适用于制作冷挤压模具的零件。
常用的铝合金有铝铜合金、铝镁合金等。
2.钢材
钢材是冷挤压模具工作零件中最常用的材料，具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于冷挤压加工不锈钢、碳钢等高强度材料。
常用的钢材有：
（1）工具钢：工具钢具有较高的硬度和耐磨性，适合用于制作冷挤压模具的工作零件。
常用的工具钢有Cr12MoV、Cr12等。
（2）高速钢：高速钢具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于制作冷挤压模具的切削零件。
常用的高速钢有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
3.硬质合金
硬质合金是一种具有高硬度、耐磨性和耐热性的材料，适用于制作冷挤压模具的工作零件，特别是冷挤压模具的切削零件。
常用的硬质合金有WC-Co、WC-Ni等。
总结起来，冷挤压模具工作零件常用的材料包括有色金属材料、钢材和硬质合金。
根据具体的工件材料、工艺要求和模具结构设计等因素，选择适合的材料可以提高模具的使用寿命和工艺稳定性，保证产品质量。
冷冲压模具的热处理工艺
冷冲压模具的热处理工艺冷冲压模具是制造冲压零件必不可少的工具，其质量的好坏直接影响到零件的质量。
其中，热处理工艺对冷冲压模具的质量起着至关重要的作用。
本文将详细探讨冷冲压模具的热处理工艺。
1. 热处理工艺的作用冷冲压模具的热处理工艺的主要作用是增强材料的机械性能，提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性，以达到提高模具使用寿命的目的。
由于冷冲压模具的使用环境非常恶劣，面临着高温、高压等极端条件，所以在制造过程中必须对模具进行热处理，从而使其具有较好的耐热、耐腐蚀和耐磨损的性能。
2. 热处理工艺的种类冷冲压模具的热处理工艺主要有淬火、回火、正火、表面强化等。
下面将分别介绍各种工艺的作用和适用范围。
2.1 淬火淬火是在高温下迅速冷却，将钢件的组织转变为马氏体的一种工艺。
淬火能使模具的硬度、强度和耐磨性得到较大的提高，但其韧性却降低了。
因此，淬火工艺适用于冷冲压模具的切断刀具、切割机、成型模等较为坚硬的零件。
2.2 回火回火是在淬火后再加热处理，使钢件经过适当的保温时间后，使马氏体产生一定的分解，得到较为均匀的组织和机械性能。
回火能增强模具的韧性，减轻其脆性，同时保留一定的硬度和强度。
因此，适用于一些对模具韧性要求较高而强度和硬度要求适中的零件，如弯曲、拉直等工具。
2.3 正火正火是将未经淬火的钢件，经过加热均匀后，在适当的时间内使其冷却到室温，使其得到一定的硬度和强度。
正火适用于低碳、合金钢等模具材料的热处理。
2.4 表面强化表面强化是指对模具表面进行改性处理，改变其表面性质，以达到增强其耐磨性和耐腐蚀性的目的。
表面强化工艺包括浸渗、硬质合金喷涂和表面喷丸等。
其中，硬质合金喷涂是目前应用最广的表面强化技术之一。
喷涂层有良好的耐磨性和耐腐蚀性，可在模具表面形成一层坚硬的保护层，可以有效地提高模具的使用寿命。
3. 热处理工艺的注意事项冷冲压模具的热处理在实施时需要注意以下几点。
3.1 选择正确的热处理工艺不同的热处理工艺适用于不同的模具材料和零件类型。
冷挤压模具的材料
冷挤压模具的材料冷挤压模具是指在低温下使用高压力来加工金属薄板或棒料时，所需使用的专用模具。
其适用于制造各种金属制品如车身、门窗和电器外壳等加工领域。
模具的材料是决定其使用寿命和加工效果的关键因素，因此如何选择合适的材料是至关重要的。
1、使用范围由于冷挤压模具需要在低温下工作，因此其要求具有良好的抗弯曲和抗拉伸能力。
同时还需要有耐磨性和抗高温能力。
适用的材料包括高速钢、硬质合金、特种合金和工具钢等材料。
其中，硬质合金是一种优秀的冷挤压模具材料，其硬度高、抗磨性好、耐腐蚀能力强且易于加工。
2、生产工艺制造冷挤压模具需要经过多道工序，包括原材料选取、锻造、热处理、加工和精加工等。
其中，原材料选取是重中之重，决定了模具的质量和使用寿命。
在锻造工序中，要保证模具的形状和尺寸精度，以及内部的均匀性和致密性。
在热处理工序中，需要对模具进行淬火、回火等处理，以获得所需要的硬度和强度。
3、材料特性不同的冷挤压模具材料具有不同的特性。
高速钢是一种具有耐高温性和磨损耐用性的材料，较适用于各种具有较高温度的场合。
硬质合金因其硬度高、耐磨性好、强度大等特点，被广泛应用于制造高质量的冷挤压模具。
特种合金和工具钢具有丰富的成分和牢固的化学结合，因此可以在严苛和特殊的条件下使用，其使用寿命和性能均较优秀。
4、使用场景冷挤压模具的使用场景主要为金属材料的加工和造型。
其被广泛应用于汽车、电器、电子、机械、钢构等行业领域。
在零部件制造中，模具的材料选择和外观质量对于产品质量有着至关重要的影响。
因此，优秀的冷挤压模具材料可以大大提升零部件加工的效率和质量。
总之，选择合适的冷挤压模具材料对于提升加工效率和零部件质量至关重要。
在制造过程中，需要选材、锻造、热处理和加工等多道工序，以确保模具的性能和质量。
不同的材料具有不同的特性和应用场景，因此需要根据具体需求进行选择。
冷挤压工艺流程
冷挤压工艺流程
冷挤压是一种常见的金属加工工艺，通过对金属材料施加高压力，将其挤压成所需形状的工艺。
冷挤压工艺广泛应用于汽车、航
空航天、建筑等领域，具有高效、节能、材料利用率高等优点。
下
面将介绍冷挤压工艺的流程及其特点。
首先，冷挤压工艺的流程包括原料准备、模具设计、挤压成形、热处理和表面处理等几个主要步骤。
原料准备阶段是冷挤压工艺的
起始阶段，需要选择合适的金属材料，并进行预处理，如切割、清
洁等。
模具设计是冷挤压工艺中至关重要的一环，模具的设计质量
直接影响到挤压成形的效果和产品质量。
挤压成形是冷挤压工艺的
核心步骤，通过对金属材料施加高压力，使其变形成所需形状。
热
处理是为了改善材料的组织结构和性能，提高产品的强度和硬度。
表面处理可以提高产品的耐腐蚀性和美观度，常见的表面处理方法
包括喷砂、阳极氧化、喷涂等。
其次，冷挤压工艺具有以下几个特点。
首先，冷挤压可以在常
温下完成，无需加热，节能环保。
其次，冷挤压可以实现高精度、
高效率的生产，适用于大批量生产。
再次，冷挤压可以加工各种金
属材料，包括铝合金、铜合金、钢铁等。
最后，冷挤压产品表面光
洁度高，尺寸精度高，内部组织致密，具有良好的机械性能。
总的来说，冷挤压工艺是一种重要的金属加工工艺，具有广泛
的应用前景和市场需求。
随着工艺技术的不断进步和创新，冷挤压
工艺将更加高效、精密、环保，为各行各业提供更优质的产品和解
决方案。
希望本文对冷挤压工艺的流程和特点有所帮助，谢谢阅读！。
冷作模具材料及热处理规范
②要求韧性好 、变形小的模具： 960~980℃分级淬火 ，
270~290℃回火二次。
第三十六页 ，共七十九页。
3 、应用范围 Cr4W2MoV钢主要用于制造各种冲模 、 冷镦模 、 落料模 、
冷挤凹模及搓丝板 ， 可替代Cr 12 型钢 。
三 、其他高耐磨微变形冷作模具钢 中合金冷作模具钢Cr6WV： 具有较好的耐磨性和韧性的配合 ，
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。
■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
图2~ 11
图2~ 12
由图分析可知： 9Mn2V钢的淬火温度范围较宽 ，在840℃以下淬火 ， 力 学性能基本不变 ， 840℃以上淬火 ， 综合力学性能将会下降 。 因此合适的
淬火温度为780~840℃ , 根据模具的性能要求在此范围可适当调整。
淬火一般采用油冷 ， 形状复杂的模具可用100℃热油冷却或硝盐浴 分级淬火。
淬火变形小 易形成网状碳化物 ， 锻造不良 ， 韧性差
第十五页 ，共七十九页。
2 、热加工工艺
1）锻造
加热： 1100~ 1150℃ ,
始锻： 1050 ~1100℃
终锻： 800~850℃ , 锻后空冷至650℃后缓冷
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 。
第十三页 ，共七十九页。
3 、料模 冷挤压模 搓丝板 成型模
冷冲压模具的热处理工艺
冷冲压模具的热处理工艺冷冲压模具是一种常用于金属加工的模具，其中热处理工艺是冷冲压模具制造过程中非常重要的一步。
本文将详细介绍冷冲压模具的热处理工艺。
一、热处理的概念在冷冲压模具制造中，热处理是指采用一定的加热、保温、冷却等方法，将制作好的模具材料进行改善其内部组织结构的工艺。
简单来说，热处理可以使模具材料的性能更加稳定、硬度更加均匀、适应性更加广泛，提高模具的使用寿命和耐磨性能。
二、热处理的分类热处理通常分为三类，即退火、正火和淬火。
1.退火：退火是将模具材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的工艺。
退火可以改善模具材料的塑性和韧性，并且使其组织结构得到松弛与改善。
2.正火：正火是将模具材料加热到一定温度（通常高于910℃），保温一段时间，然后迅速冷却的工艺。
正火使模具材料的硬度得到大幅提高，但对于一些高温合金钢，正火不一定适用。
3.淬火：淬火是将模具材料加热到一定温度，保温一段时间，然后迅速浸入油、水等冷却介质中，使温度迅速降低，加速钢材的晶体转变和相变。
淬火可以使钢材达到极高的硬度，但如果淬火温度过高或时间过长，就会导致钢材出现裂纹或变形等缺陷。
三、冷冲压模具的热处理工艺冷冲压模具的热处理工艺通常分为两个阶段：预热和精炼。
1.预热：在制造冷冲压模具的过程中，首先需要将钢材进行预热。
预热的目的是去除材料表面的氧化物、炭化物等附着物，使表面变得光滑，并减少热应力。
预热时温度通常控制在300℃左右，保温时间大约为2小时。
2.精炼：在预热完成后，需要进行精炼工艺。
该工艺包括退火、正火和淬火三种方式，具体选择哪种方式要根据冷冲压模具的材料和具体使用环境来确定。
(1)退火热处理工艺：退火热处理工艺分为两种，分别是软化退火和回火处理。
软化退火是将模具材料加热到较高的温度（通常为800℃-900℃），保温一段时间，然后缓慢冷却的工艺。
软化退火可以改善模具材料的韧性，增强其可塑性，并改善其冷变性。
该工艺一般适用于硬度较高的钢材。
冷冲裁模的选材原则及热处理要点
冷冲裁模的选材原则及热处理要点一、冷冲裁模选材原则冷冲裁模的选材是制定冷冲裁模具设计方案的基础，正确的选材能够保证冷冲裁模具的使用寿命和性能。
以下是冷冲裁模选材的原则：1. 材料的机械性能：选用具有较高硬度、强度和耐磨性的材料，以确保冷冲裁模具能够承受高强度的工作负荷和频繁的摩擦磨损。
2. 材料的热稳定性：冷冲裁模具在工作过程中会受到高温和冷却的交替作用，因此需要选用具有良好的热稳定性的材料，以防止因热膨胀和收缩而引起的变形和开裂。
3. 材料的耐腐蚀性：冷冲裁模具在工作环境中常常接触到酸碱溶液和腐蚀性气体，因此需要选用具有良好耐腐蚀性的材料，以延长冷冲裁模具的使用寿命。
4. 材料的加工性能：选用具有良好加工性能的材料，便于冷冲裁模具的加工和制造，并且能够满足复杂形状和高精度的要求。
二、热处理要点热处理是对冷冲裁模具进行加热和冷却处理，以改变其组织结构和性能，提高其硬度和耐磨性。
以下是热处理的要点：1. 预热：在进行热处理之前，需要对冷冲裁模具进行预热，以提高加热效果和避免因温度差引起的热应力。
2. 加热：将冷冲裁模具加热到适当的温度，通常使用电阻加热炉或气体加热炉进行加热。
加热温度的选择应根据具体材料和工艺要求来确定，通常为材料的临界温度以上。
3. 保温：在达到加热温度后，需要将冷冲裁模具保持在一定的温度下进行保温，使其组织结构发生相应的变化。
4. 冷却：冷冲裁模具保温时间结束后，需要进行冷却处理，通常采用水淬或油淬的方式进行冷却。
冷却速度的选择应根据具体材料和工艺要求来确定，以获得所需的硬度和组织结构。
5. 回火：某些情况下，冷冲裁模具在经过淬火后会出现过硬的情况，需要进行回火处理来降低其脆性和提高韧性。
回火温度的选择应根据具体材料和工艺要求来确定。
6. 退火：冷冲裁模具在使用一段时间后，可能会出现变形或裂纹等问题，需要进行退火处理来恢复其原有的组织结构和性能。
通过正确的选材原则和热处理要点，可以提高冷冲裁模的使用寿命和性能，满足工业生产的需求。
冷挤压工艺流程
冷挤压工艺流程冷挤压是一种常用的金属成型工艺，适用于制造高强度、高精度的零件。
下面将简单介绍冷挤压工艺的流程。
冷挤压的工艺流程主要包括：材料准备、模具设计、材料加热、冷挤压、修整、热处理和表面处理等几个步骤。
首先是材料准备。
在冷挤压工艺中，常用的材料有铝合金、钢、铜等，根据所需零件的性能要求选择合适的材料，并进行相应的材料预处理，例如切割成适当的长度和形状。
接下来是模具设计。
根据产品的形状和尺寸要求，设计制造适用的挤压模具。
模具的设计应考虑到材料在挤压过程中的流动和变形，以保证最终零件的尺寸精度和表面质量。
然后是材料加热。
由于冷挤压工艺需要在常温下进行，为了提高材料的可塑性，通常需要对材料进行加热处理。
加热温度和时间的选择应根据材料的种类和厚度来确定，以保证材料具有足够的塑性，能够在模具中形成所需的形状。
进行冷挤压。
加热后的材料放入挤压机的模具中，通过挤压机的活塞施加大压力，使材料在模具中产生塑性变形，形成所需的形状。
挤压过程中需要控制好挤压的速度和压力，以确保零件的尺寸和表面质量满足要求。
接下来是修整。
挤压后的零件往往会有一些余料或者凸起，需要进行修整。
修整包括剪切、磨砂或者机械加工等步骤，以达到零件的最终形状和尺寸。
进行热处理。
由于冷挤压过程中产生的形变和应力会影响材料的性能，需要进行热处理来消除应力和改善材料的力学性能。
常见的热处理方法有退火、时效处理等，根据材料的种类和要求进行选择。
最后是表面处理。
挤压后的零件常需要进行表面处理，以提高零件的耐腐蚀性和外观质量。
常见的表面处理方法有阳极氧化、电镀等。
综上所述，冷挤压工艺流程包括材料准备、模具设计、材料加热、冷挤压、修整、热处理和表面处理等几个步骤。
通过合理的操作和控制，可以制造出高强度、高精度的金属零件，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
挤压工模具材料的选择及热处理
挤压工模具材料的选择及热处理引言挤压工模具是用于金属挤压加工的工具，在挤压工中起着关键的作用。
正确选择和热处理挤压工模具材料对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
本文将介绍挤压工模具材料的选择和热处理方法。
挤压工模具材料的选择挤压工模具材料的选择取决于多种因素，包括挤压材料、挤压工艺以及模具的使用寿命要求等。
常用的挤压工模具材料包括高速钢、铁素体不锈钢、工具钢和硬质合金等。
高速钢具有优异的耐磨性、硬度和热稳定性，适用于一些要求高温工作的挤压工模具。
它能够抵抗高速挤压中产生的高温和热应力，延长模具的使用寿命。
铁素体不锈钢铁素体不锈钢具有良好的抗腐蚀性和抗磨损性能，适用于挤压不锈钢和其他具有较强腐蚀性的材料。
它能够保持模具表面的光洁度和平滑性，提高产品的表面质量。
工具钢工具钢具有较高的硬度和耐磨性，适用于对模具表面硬度要求较高的挤压工艺。
它能够有效抵抗挤压中产生的磨损和冲击，延长模具的使用寿命。
硬质合金具有极高的硬度和耐磨性，适用于对模具表面硬度要求极高的挤压工艺。
它能够承受高速挤压中产生的高温和高压，延长模具的使用寿命。
挤压工模具材料的热处理挤压工模具材料经过适当的热处理能够提高其硬度、耐磨性和抗腐蚀性，从而提高模具的使用寿命和工作效率。
常用的热处理方法包括淬火、回火和表面处理。
淬火淬火是通过急冷将模具材料从高温状态迅速冷却，使其获得高硬度。
淬火过程中应注意控制冷却速度，以免产生应力过大导致裂纹和变形。
回火回火是通过加热和冷却将淬火后的模具材料恢复到适当的硬度范围，以提高其韧性和抗冲击性。
回火温度和时间应根据具体材料的性质和使用要求进行合理选择。
表面处理表面处理是通过改变模具表面的化学成分和结构来增强其耐磨性和腐蚀性能。
常见的表面处理方法包括氮化、镀铬和涂层等。
结论正确选择和热处理挤压工模具材料对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
高速钢、铁素体不锈钢、工具钢和硬质合金都是常用的挤压工模具材料，根据具体需要进行选择。
第三部分 冷作模具材料及热处理
冷作模具材料种类繁多，主要用于制造冷冲模、 冷锻模、冷挤压模、冷拉丝模、滚丝模、冲剪 模等模具。 由于各种冷作模具的工作条件不完全相同，因 此，对冷作模具材科的性能要求也不尽相同。 综合分析冷作模具的工作条件、失效方式及材 料性能，是正确选用模具材料．确定最佳冷热 加工工艺的基础。
二、工艺性能
(1）可切削加工性 大部分冷作模具都需切削 加工成形，故模具材料应具有较好的可切削加 工性能。实际上，大部分冷作模具材料的可切 削加工性能均较差，球化退火处理可改善冷作 模具材料的可切削加工性能。对于表面质量要 求较高的模具，可选用含S、Ca等元素的易切 削模具材料。 (2)可锻性 冷作模具材料的碳含量普遍较高， 锻造可以改善材料的内部组织，提高其强度和 韧性。要求冷作模具材料具有良好的塑性、低 的热锻变形抗力和宽的锻造温度范围。
6．淬裂敏感性 对淬裂敏感性的要求是；常 规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件的尖 角形状因素不敏感，缓慢冷却可淬硬。 7．淬火变形倾向 对淬火变形倾向的要求 是：常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻 微，异常变形倾向低。淬火变形倾向指标包括： 临界淬火冷速(Vc)，淬火体积变化率(∆V)，不 向流线取向的试样的变形差异率(δc)，C形 试样变形量(∆ C)。
3．淬硬性 对淬硬件的要求是：淬火后易获 得高而均匀的表面硬度(一般为60HRC左右)。 4 4．脱碳、侵蚀敏感性 对脱碳、侵蚀敏感 性的要求是：高温加热时脱碳速度慢，抗氧化 性能好，对淬火加热介质不敏感，生成麻点的 倾向低。 5．过热敏感性 对过热敏感性的要求是： 获得细品粒、隐品马氏体的淬火温度范围宽。
实际上，大部分冷作模具材料的可切削 加工性能均较差，球化退火处理可改善 冷作模具材料的可切削加工性能。对于 表面质量要求较高的模具，可选用含S、 Ca等元素的易切削模具材料。
8.3典型冷作模具的选材及热处理
典型冷作模具的选材及热处理
首先,应重视选材和热处理工艺，如6W6Mo5Cr4V2、 LD、65Nb、LM2、GD、7CrS如，冷挤压发动机异型件，如锁芯、接头凹凸模常 用高速钢制作，抗压强度和耐磨性都很好，缺点是韧性差， 易脆断，降低淬火温度可提高该钢的断裂抗力。 6W6Mo5Cr4V钢比原用W18Cr4V、Cr12MoV钢制作凹模 原寿命1万多件提高到40000件达4倍，淬火温度1080～ 1120℃，560℃回火三次，就是一个例子。
冷镦材料与热处理方法
典型冷作模具的选材及热处理
典型冷作模具的选材及热处理
1、前言 紧固件行业冷作模具主要完成金属或非金属材料的 冲裁、弯曲、拉深、镦锻、挤压等工序，制作成各种螺 栓、螺钉、螺母、垫片、销、铆钉等。由于加载形式和 被加工材料力学性能不同，各种模具的工作条件差别很 大，故失效形式也不相同。在以上模具中，模具工作条 件最为恶劣的是镦锻模、挤压模，其次是厚板小孔冲裁 模。 2、冷作模具的失效 镦锻模、挤压模主要用于螺栓、螺母、异型件的制 造。它用于金属体积成形。成形模具所受的载荷轻重根 据工作形状、尺寸、变形量以及变形材料的力学性能的 不同而不同。 在生产中由于变形金属在模具型腔中剧烈流动产生 严重摩擦，致使模具表面温度瞬时达到400℃，要求这
典型冷作模具的选材及热处理
常用牌号YG20、YG15。
表2 组成（％） 牌号 WC CO
硬质合金的化学成分 性能
硬度HRC
抗弯强度／Mpa
抗压强度／Mpa
YG15
85
15
86~88
1800～2200
3900
YG20
80
20
83~86
2000～2600
3400
YG25
6105Q-20挺杆冷挤压模选材、热处理设计及分析
6105Q-20挺杆冷挤压模选材、热处理设计及分析6105Q-20挺杆冷挤压模选材、热处理设计及分析摘要本设计主要通过对挺杆冷挤压模进行进行工况分析、失效分析，获得冷挤压模的性能要求，并根据选材的原则最终选用Cr12MoV作为冷挤压模材料，再根据选用材料及冷挤压模工作条件的要求设计及合适的热处理工艺，使其达到所需要的性能。
对冷挤压模原材料选用锻造，退火，淬火和低温回火的热处理工艺来提高零件所需的性能要求即硬度和耐磨性，从而获得稳定的组织结构。
根据热处理的分析及常见缺陷与预防措施。
最后，还设计了热处理车间。
关键词：冷挤压模；热处理；Cr12MoV；失效分析一、6105Q-20挺杆冷挤压模选材冷挤压模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。
为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本[2]。
(一)工况分析冷挤压模具工作时，将大截面的坯料挤压为小截面的工件，坯料受到强烈的三向压应力作用，发生剧烈的塑性流动，由于被挤压材料的变形抗力较高，如钢的冷挤压，其变形抗力高达1960MPa以上，使模具承受强大的挤压反作用力和摩擦力。
每一次挤压过程都是在很短的瞬间完成的，从而使模具在工作时温度升高，不工作时温度又下降，就是说模具还承受着冷热交变温度和多次冲击负载的作用。
如此严酷的工作条件，使得冷挤压模具的使用寿命比其它模具要低。
冷挤压模具的凸、凹模由于受力状况有所不同，所以失效形式有所差异，一般凸模易于折断，凹模易于胀裂。
冷挤压凸模的失效形式主要有折断、磨损、镦粗、疲劳断裂和纵向开裂；冷挤压凹模的失效形式主要有胀裂和磨损[3]。
(二)性能要求(1) 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外形及加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。
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目录第一章装配图 ...................................................................... 错误!未定义书签。
第二章工件的服役条件 .. (2)2.1 概念 (2)2.2 冷挤压模具 ............................................................. 错误!未定义书签。
第三章材料的选取 . (4)3.1 冷挤压模具材料的选取 (4)第四章零件的加工工艺路线 (6)第五章热加工过程及分析 (7)5.1 冷挤压凹模的热处理工艺 (7)5.2 冷挤压凸模的热处理工艺 (8)第六章性能检测方法及分析 (10)6.1 力学性能检测 (10)6.2 成分、组织及微观形貌检验 (10)第七章结论与建议 (14)参考文献 (15)第一章装配图图1-1 带导柱导套实心件正挤压模装配图1—螺杆 2—弹簧垫圈 3—调节螺母 4—拉杆 5—顶杆 6—凸模 7—活动护套第二章工件的服役条件2.1 概念冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相当大，同时由于金属材料的激烈流动所产生的热效应可使模具工作部分温度高达200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条件相当恶劣。
因此冷挤压模具应具有以下特点：(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；(6)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；(7)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度[1]。
2、失效方式：常因尺寸磨损和表面产生沟槽而报废。
常见的失效方式是疲劳破坏，大多数发生在反行程时，冲头上作用着导致断裂的拉伸和弯曲复合应力。
回程开始时，冲头处于弯曲状态，因而在其危险截面上弯曲应力继续起作用。
此外，为了将冲头从挤压件中拔出还要附加一个力。
因此回程时冲头危险截面上承受的是拉应力与弯曲应力之和。
这种失效往往发生在台肩处，由于圆角半径太小。
经五千至一万件产品冷挤后，应进行去应力热处理。
另一种是所谓的“缝衣针”式裂纹，最终导致冲头破断。
这是一种连续发展的裂纹。
由于模具材料压缩屈服而致，引起冲头墩粗变短特别是在工件端部。
性能要求：由于冲头反程时的疲劳破坏往往是主要的，因此模具材料应具有尽可能高的弯曲疲劳强度。
为了防止冲头墩粗产生“缝衣针”式裂纹，材料必须具有尽可能高的抗压屈服强度和剪切抗力。
热挤压模具1、工件的服役条件：热挤压模具与冷挤压模具有相似的一面，既承受压缩应力和弯曲应力，脱模时也承受一定的拉应力，但也有不同的一面，由于模具与炽热的毛坯相接触，需要水冷，因而承受冷热应力引起的热疲劳和热冲刷。
因此，热挤压冲头在整个工作过程中的受力状况是承受带弯曲的挤压（大压、小拉）交变应力（拉压疲劳），同时也承受一定的多次冲击压缩负荷。
另一方面在冷、热应力作用下，冲头又经受热疲劳和冲刷（又称热磨损）。
2、性能要求：要求模具材料有高的强度（拉压疲劳强度和弯曲疲劳强度）、高硬度和高的耐磨性，同时要求有高的抗热烧蚀性（包括高的热疲劳抗力、抗氧化性、热强性）、抗热冲刷能力以及高的淬透性和良好的导热性[2]。
根据设计任务的要求，选择冷挤压模具。
第三章材料的选取3.1冷挤压模具材料的选取冷挤压时，模具型腔中单位挤压力可高达2000～2500MPa，还要经受着极高的摩擦阻力和温度变化，因此冷挤压模具的工作条件是十分恶劣的。
合理的选择冷挤压模具的材料比其他模具显得更为重要[3]。
3.1.1 对冷挤压工作零件材料的要求1）必须具有高强度和高硬度，这样在挤压中可以避免工作零件本身的塑性变形、破坏和磨损。
2）应具有相当高的韧性，可以避免由于冲击、偏心载荷，疲劳应力集中而引起的折断和开裂破坏。
3）应具有较高的耐磨性，使模具具有较高的使用寿命，以保证挤压件的尺寸精度。
4）具有足够的耐热性能。
在冷挤压时，模具工件的局部温度可高达300℃左右，有时甚至更高，因此要求材料在这样的高温状态下硬度保持不变。
5）材料必须有良好的加工性能，如在热加工时，锻造性能要好；机加工时要容易进行切削；热处理时，应有较宽的温度区间，变形和热裂倾向小[4]。
3.1.2 冷挤压工件零件选用的材料1.高合金工具钢含铬量W cr为12%的高合金工具钢，是冷挤压模具材料中普遍采用的高碳高铬钢种。
Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV是经常使用的钢种。
该类钢热处理变形小，淬透性好，耐磨性较好，韧性优良，适宜制作冷挤压凹模[5]。
不过这类钢的碳化物偏析较为严重，尤其是大尺寸的材料，在制造模具之前要进行改锻，使碳化物分布均匀（1～3级），否则在使用过程中会严重影响模具的使用寿命，因此比较适宜于作为有预应力圈的内凹模材料，硬度为60～62HRC。
2.高速工具钢常用的高速工具钢的牌号有W18Cr4V和W6MoCr4V2等。
该类钢种具有很高的强度、良好的耐磨性和韧性，尤其是高温硬度高、热硬性极好，抗软化变形能力好，是制造凸模的优良材料。
但是高速工具钢的碳化物分布不均匀，这种不均匀性随着钢材截面尺寸的增大而提高，使其力学性能下降。
在模具结构允许的前提下，应尽量选用小尺寸的高速工具钢原始棒料来制造模具零件。
如果原始棒料钢中碳化物分布不均匀，可采用锻造将其破碎，使碳化物呈细小均匀分布[6]。
表3-1 几种模具钢的机械性能比较从上述表格中可以看出，高碳高铬钢Cr12MoV和高速工具钢W18Cr4V的硬度、抗弯强度、抗压强度、冲击韧性和断裂韧性都是比较好的，其综合性能由于其他钢种，因此选用Cr12MoV作为凹模材料和选用W18Cr4V作为凸模材料是可行的。
第四章零件的加工工艺路线模具材料为Cr12MoV，其加工工序路线为:锻造毛坯→860℃×3.5h+730℃×4 h 炉冷至500℃以下出炉空冷→铣各面→磨基准面→数控铣床预加工型腔→钳工加工各固定孔、线切割工艺孔→热处理→磨削→退磁处理→线切割加工型腔→抛光→检验。
Cr12MoV钢合理的锻造工艺如下：预热温度：750～850℃；加热温度：1080～1120℃；始锻温度：1050～1100℃；终锻温度：850～900℃；冷却方式：缓冷（坑冷或砂冷）Cr12MoV钢种其导热性较差，因而在锻造过程中，加热和冷却的速度不宜过快，以免在模具坯料截面上造成温差过大而开裂。
要严格控制锻造温度，如果停锻温度过高，引起晶粒长大粗化，发生碳化物聚集，则可能使钢的机械性能降低；而停锻温度过低，则因钢的塑性较差，应力增大，易导致坯料开裂而报废。
为了改善Cr12MoV钢的碳化物分布不均匀性，在锻造过程中务必注意采用正确的方法。
一般采用多方向、多次数的反复镦粗与拔长，例如三镦三拔或不少于三镦三拔的锻造方法，还有二轻一重、二均匀的锻造经验。
二轻一重是指锻造开始时（1050℃以上范围）轻打，锤击力度要小，在中间温度段（950～1050℃）之间重打，以保证击碎碳化物，950℃以下再度轻打，以防止开裂。
所谓的二均匀是指变形均匀、温度均匀。
对于使用性能不同的模具，其锻造后所允许的碳化物分布不均匀性级别也有时不同。
一般对冲击韧性和变形要求较高的模具，应控制在3级以下，若对硬度、强度、耐磨性、冲击韧性和变形均要求较高时，其碳化物分布不均匀性级别应严加控制，一般要求在2级以下，对冷挤压模最好控制在1～1.5级。
第五章热加工过程及分析5.1 冷挤压凹模的热处理工艺5.1.1 预处理Cr12MoV 钢含碳量较高，最常用的预先热处理是球化退火(见图5-1)。
以便获得细小的均匀的球形碳化物分布，但是由于钢材的质量并不是完全理想的组织，有的球化好，有的球化差，当常规球化退火工艺效果不理想时，可采用调质取代。
增加一道调质工序效果显著。
5.1.2 球化退火工艺图5-1 Cr12MoV 钢的球化退火工艺退火之后其组织为细粒状珠光体和碳化物，其硬度在255HBS 以下。
如果希望进一步降低硬度，可以补充一次高温回火，在760～790℃温度范围内保温2～3小时。
图5-2 Cr12MoV 钢高温调质工艺5.1.3 淬火和回火由冷挤凹模的工作条件和使用性能可知，淬火和回火后应具有高的强度和一定的韧性. Cr12MoV 钢采用在1020～ 1030℃加热，分级淬火的方式，再在160～ 180℃的温度下进行两次回火。
为防止开裂，模具表面未冷至室温即进行第一次回火，第一次回火应冷至室温再进行第二次回火。
经该工艺热处理后， Cr12MoV 模具的淬火硬度为55.5 HRC，回火硬度为60.8 HRC，符合60～62 HRC 的设计要求。
图5-3 Cr12MoV模具的热处理工艺5.2 冷挤压凸模的热处理工艺W18Cr4V 钢是一类高速钢，它属钨系高速钢，这类钢有钨系高速钢的优点，既有较高的红硬性和耐磨性，较小的脱碳倾向与过热敏感性，同时碳化物较细、分布较均匀，热塑性及韧性较高。
由于它便于机械加工，通用性强，使用寿命高，价格便宜，因此得到了应用。
表5-1 W18Cr4V 高速钢的化学成分表W：造成红硬性的主要元素。
但是会使钢的导热性变差。
Cr提高淬透性，也增加耐蚀性、切削性能和抗氧化能力。
V细化晶粒，提高回火稳定性和热硬性。
高速钢的热处理包括机械加工前的球化退火处理和成形后的淬火回火处理。
高速钢刀具所要求的硬度、强度、热硬性以及耐磨性是通过正确的淬火和回火获得的。
所以淬火、回火工艺的好坏决定了刀具的使用性能和寿命，这是热处理的关键。
球化退火: 高速钢的塑性、导热性较差，锻后必须缓冷或立即进行球化退火来消除内应力和不平衡组织，获得较细小的晶粒便于切削加工，降低硬度以免开裂，并为以后淬火提供良好的原始组织。
其球化退火加热温度在820～870℃之间，经2～ 3 小时保温后以20～ 25℃ / h 的速度随炉冷却，当冷至500～600 ℃后再空冷。
淬火: 高速钢的淬火需经过两次预热再高温淬火。
第一次预热温度在600～ 650 ℃之间，可烘干工件上的水分。
第二次预热温度在800～820℃之间。
图5-3 高速钢的热处理工艺规范图回火: 为了消除淬火应力，稳定组织，使残余奥氏体大部分转变达到所需要的性能. 一般要进行三次550～ 570℃的高温回火处理，三次回火平均每次一小时。