哈工大热处理原理与工艺大作业-热作模具热处理

2. 失效方式-性能要求
2.1失效方式 (4)热磨损失效 热磨损失效是指模具工作部位与被加工材料之 间相对运动产生摩擦损耗，而引起的模具尺寸 超差和表面损伤失效。模具工作温度、材料的 硬度、合金元素及润滑条件等都影响模具磨损。 相对运动剧烈和凸起部位的模具，如热挤压冲 头等易产生磨损失效。
2.2性能要求
热作模具的零件热处理
组员： 司光宇 景琳 刘浩 何斯超 刘宇泽 王佳铭
1.零件用途与服役条件
1.1零件用途
热作模具主要用于制造高温状态下进行压力 加工的成型模具，更确切的说是指制造把金属 材料加热到再结晶温度以上进行压力加工的模 具。
1.零件用途与服役条件
1.2服役条件
(1)型腔表层金属受热。 尽管热锻模具不同，型腔表层金属受热温度 也不相同，但是最 低也有几百摄氏度;热挤 压模具与压铸模具型腔表层温度更高。
1.零件用途与服役条件
1.2服役条件
(3) 载荷作用。锤锻模受强烈的冲击载荷和工 作应力;热挤压模具和压铸模具是在高压下服役 的。
2. 失效方式-性能要求
2.1失效方式 (1)变形失效 变形失效是指热作模具频繁与高温毛坯工件接 触使用后出现软化，因发生塑性变形超差而引 起的失效。对于黑色金属成形，当模具表面软 化后硬度低于30HRC时容易发生变形而堆塌。 工作载荷大、工作温度高的热挤压模具和锻压 模具的凸起部位易产生这类失效。
2.2.2工艺性能 (5) 较高的回火稳定性抗氧化性能：防止模具
在高温服役中被继续回火，导致硬度下降 而影响耐磨性。
3. 基本分类
热作模具钢的种类以及其分法的不同而有差 异。常用的分类方法有三种：是以其所制造的 模具用途，性能，成分来分类。
3. 基本分类
3.1 按用途
热作模具钢可分为锤锻模具钢、热顶锻模 具钢、热挤压模具钢、热冲裁模具钢和精锻模 具钢以及压铸模具钢热作模具钢 。
2.2性能要求
2.2.2工艺性能 （3）热处理变形性
热作模具在热处理时，尤其在淬火过程中，要 产生体积、形状变化，为保证模具质量，要求 模具钢的热处理变形小，各方向变化相近似， 且组织稳定。它主要取决于热处理工艺和钢的 冶金质量等。
2.2性能要求
2.2.2工艺性能 （4）脱碳敏感性
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。
3. 基本分类
3.2 按性能
高韧性热作模具钢、高热强性热作模具钢、 高耐磨性热作模具钢，也可分为低耐热性热作 模具钢、中耐热性热作模具钢、高耐热性热作 模具钢。
3. 基本分类
3.3 按成分 低合金热作模具钢、中合金热作模具钢、
高合金热作模具钢，也可分为钨系热作模具钢、 铬系热作模具钢、铬钼系热作模具钢、铬钨钼 系热作模具钢。
2.2.1 力学性能 1)硬度和强度
要求材料在模具的服役温度下，仍保持一定的硬度和 强度，并且具有良好的热稳定性，以防止模具发生 变形。 2)韧性 很多热作模具，特别是锻锤用模具，在工作 过程中经常要承受较大的冲击载荷，为了防止模具开 裂，要求模具材料wenku.baidu.com须有较高的冲击韧度和断裂韧 度。
2.2性能要求
2. 失效方式-性能要求
2.1失效方式 (2)热疲劳失效 热疲劳失效是指热作模具在工作过程中因周而复始地 反复被加热和冷却，使模具表面产生网状裂纹而引起 的失效。在工作过程中工作温差大，反复被快速加热 又被快速冷却的压铸模具、锻压模具等易产生热疲劳 裂纹。热疲劳裂纹属于表面裂纹，一般较浅，在应力 作用下向内部扩展，最终导致模具产生断裂失效。
2.2性能要求
2.2.2工艺性能 （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。
2.2性能要求
2.2.2工艺性能 （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。
1.零件用途与服役条件
1.2服役条件 (2) 型腔表层金属产生热疲劳。 热作模具的工 作特点是具有间歇性。每次使热态金属成型后 都要用冷却介质冷却型腔的表面。因此，热作 模具的工作状态是反复受热和冷却，从而使型 腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受 拉压应力作用。其结果是引起型腔表面出现裂 纹，称为热疲劳现象。
4.零件用材料
4.1锻压模具用钢的选用 4.1.1.锤锻模：受冲击负荷，韧性要求较高。 中、小型锤锻模首选：5CrMnMo 大型锤锻模首选：5CrNiMo 特大型锤锻模：5Cr2NiMoVSi
4.零件用材料
4.1锻压模具用钢的选用
4.1.2.压力机锻模：冲击负荷较小，负荷较 大，要求热强性较高。 压力机锻模首选：4Cr5MoSiV 4Cr5MoSiV1
2.2.1 力学性能 3) 热疲劳抗力
大部分热作模具都是在周期性的温度急剧变化 下服役的，在模具表面产生应力。为防止模具 表面产生热疲劳裂纹，要求模具材料具有良好 的热疲劳抗力。
2.2性能要求
2.2.1 力学性能 4) 化学稳定性
热作模具往往在较高的温度下工作，模具工作面与空 气、液态金属或其他介质接触，要求模具材料具有在 工作温度下的抗氧化性能或抗液态金属冲蚀的性能。 热作模具工作时除了承受周期性载荷作用之外，还要 承受高温及周期性的急冷急热变化。热交变应力易使 热作模具材料发生疲劳破坏，导致模具热裂。
2. 失效方式-性能要求
2.1失效方式 (3)断裂失效 断裂失效是指材料本身承载能力不足以抵抗工 作载荷而出现失稳态下的材料开裂，包括脆性 断裂、韧性断裂，疲劳断裂和腐蚀断裂。热作 模具断裂(特别是早期断裂)，与工作载荷过大、 选材和材料处理不当及应力集中等有关。挤压 冲头及模具凸起部位根部易出现断裂失效。