试谈常用模具材料及热处理
常用模具材料及热处理课件
CONTENCT
录
• 模具材料概述 • 常用模具材料
• 模具材料与热处理实例分析 • 模具材料与热处理发展趋势
01
模具材料概述
模具材料的分 类
金属材料
如钢铁、铜合金、铝合金等，具有较高的强度和耐 磨性。
非金属材料
如塑料、橡胶、陶瓷等，具有较好的耐腐蚀性和绝 缘性。
复合材料
详细描述
回火的主要目的是消除淬火过程中产生的内应力，提高金属材料的韧性和塑性。 通过回火处理，金属内部的原子或分子的排列会变得更加稳定和有序，从而提高 金属的韧性和塑性。
表面热处理
总结词
表面热处理是一种只对金属表面进行加热的热处理工艺，通 过改变金属表面的组织结构和性质，提高其耐磨性、耐腐蚀 性和抗疲劳性能。
详细描述
表面热处理的方法包括表面淬火、化学热处理等。通过表面 热处理，可以在不改变金属内部组织结构的情况下，显著提 高其表面的硬度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。
04
模具材料与热处理实例分析
塑料模具材料及热处理
80%
塑料模具材料
通常选用3C1、3C2、3C3、3C4、 3C5等优质碳素结构钢，以及 CrWMn、9Mn2V、5CrW2Si、 GCr15等合金工具钢。
环保与节能要求
绿色制造技术
绿色制造技术以环保为核心，旨 在减少模具制造过程中的环境污 染，如废气、废水的排放和固体 废弃物的处理等。
节能技术
节能技术以降低能耗为核心，旨 在提高模具制造过程中的能源利 用效率，如采用新型的加热技术 和设备等。
THANK YOU
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性。
硬质合金的优点是硬度高、耐磨 性好，缺点是韧性较差，容易发
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
模具材料及热处理模具是工业生产中不可或缺的工具。
它们在各种制造过程中被广泛使用，以制造各种产品和零件。
模具质量直接影响着产品制造的质量和成本。
因此，选择合适的模具材料和热处理方法至关重要。
模具材料是制造模具的关键因素之一。
选择模具材料需要考虑多个因素，包括材料的强度、硬度、耐用性、加工易度和成本等。
目前，常用的模具材料包括钢、铝、铜、金属陶瓷和塑料等。
钢是一种广泛使用的模具材料。
特别是工具钢，它具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐高温等优点。
根据不同的用途和要求，可以选择适合的工具钢。
其中，冷作模具钢常用于制造冲孔模、切割模和弯曲模等，而热作模具钢则适用于制造压铸模、锻造模和挤压模等。
铝模具则是适用于需要轻质、高效和高精度的生产领域。
铝模具具有良好的导热性、成本低廉和制作过程简单等优点。
当生产的产品需要进行高温或高压加工时，铝模具的优势就不再明显。
相较于钢和铝，铜材料被广泛应用于高精度、高速度加工和模具表面处理领域。
铜模具通常具有优异的热传递性和导热性，因此适用于需要特殊表面处理的行业，如金属喷涂和塑料注塑。
金属陶瓷材料是当下热门的模具制造材料之一。
金属陶瓷模具具有高硬度、高耐磨性、低热膨胀系数和优异的绝缘性等特点。
因此，金属陶瓷模具可以在高温和腐蚀的环境下长期使用，并且在一些高精度生产中更是一种必要的选择。
塑料模具在人们的日常生活中已经广泛应用。
它们具有成本低廉、制作过程简单和框架结构简单等优点。
然而，塑料模具的强度和耐磨性与其他材料相比较低，适用范围也相应较窄。
因此，仅适用于生产中不需要高精度或高要求的产品中。
除了选择适当的模具材料之外，热处理方法对于模具使用寿命和性能也至关重要。
热处理包括退火、正火、淬火和淬火回火等过程，可以使不同类型的材料达到不同的性能要求。
退火是一种简单的加热和冷却方法，可以使模具材料变得更柔软、易于加工和成形。
而正火过程可以将模具材料中的样变消除，并使其具有适当的强度和硬度。
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。
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。
模具材料及热处理
模具材料及热处理来自：模具网时间：2008-2-15 15:58:47 浏览：231 次编辑：星华模具材料及热处理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。
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。
冲压模常用材料与热处理
冲压模常用材料与热处理冲压模是冲压工艺中常用的工具，它的材料选择和热处理对于模具的性能和寿命有着重要影响。
本文将从常用材料和热处理两个方面来探讨冲压模的相关知识。
一、常用材料1. 高速钢（HSS）高速钢是一种具有优异耐磨性和高硬度的钢材，常用于制作冲头和工作部位较小的冲压模。
其主要成分为碳（C）、钼（Mo）、钴（Co）等，能够在高温下保持较高的硬度和韧性。
2. 高碳合金工具钢高碳合金工具钢具有较高的强度和硬度，适用于制作大型冲压模和工作部位较大的冲头。
该材料的主要成分为碳（C）、铬（Cr）、钼（Mo）等，能够在高温和高应力下保持稳定的性能。
3. 铸铁铸铁是一种经济实用的冲压模材料，具有良好的耐磨性和切削性能。
常用的铸铁有灰铁、球墨铸铁等，其选择取决于模具的具体使用条件和要求。
4. 高硬度合金钢高硬度合金钢具有极高的硬度和抗磨性，适用于制作对摩擦和磨损要求较高的冲头。
该材料的主要成分为碳（C）、钼（Mo）、钨（W）等，能够在高应力和高温下保持较高的硬度和强度。
二、热处理热处理是冲压模制造过程中不可或缺的一步，通过调整模具材料的组织和性能，提高模具的硬度、强度和耐磨性，延长模具的使用寿命。
常用的热处理方法包括淬火、回火和表面处理等。
1. 淬火淬火是指将模具加热到临界温度，然后迅速冷却至室温，以使模具材料的组织发生相变，获得高硬度和高强度。
淬火后的模具具有较高的耐磨性和切削性能，适用于冲压模的工作部位。
2. 回火回火是指将淬火后的模具加热至一定温度，保持一定时间后冷却，以降低模具的硬度，提高其韧性和抗冲击性。
回火后的模具具有较好的韧性和强度，能够抵抗冲击和振动的作用。
3. 表面处理表面处理是通过改变模具表面的化学成分和物理性质，提高模具的耐磨性和抗疲劳性。
常用的表面处理方法包括氮化、渗碳、镀铬等，能够形成一层硬度较高的保护层，延长模具的使用寿命。
总结：冲压模的材料选择和热处理对于模具的性能和寿命具有重要影响。
塑料模具常用材料
塑料模具常用材料塑料模具（Plastic mold）是制造塑料制品过程中不可缺少的工具，其作用是将塑料熔化后注入模具中，经过冷却固化后形成塑料制品。
塑料模具的材料选择非常重要，直接影响到模具的使用寿命和制品质量。
下面将介绍一些常用的塑料模具材料。
1.铝合金模具铝合金模具是一种比较常见的模具材料，它具有良好的导热性能和机械性能，可以有效地加快塑料制品的冷却速度，提高生产效率。
此外，铝合金模具密度小、重量轻，便于加工和使用。
然而，铝合金模具的耐磨性较差，易受腐蚀，不能用于生产要求较高的塑料制品。
2.热处理钢模具热处理钢模具是塑料模具的主要材料之一，具有良好的耐磨性和硬度，可以适应高温高压的生产环境。
热处理钢模具的表面经过淬火处理，可以提高其硬度和耐磨性，延长模具的使用寿命。
常见的热处理钢材料有P20、718等。
3.不锈钢模具不锈钢模具是一种常用的塑料模具材料，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
不锈钢模具可以使用于制造高要求的塑料制品，如食品包装容器等。
不锈钢模具的制造工艺相对简单，成本较低，但其导热性能较差，容易产生热应力，需要进行适当的冷却。
4.工程塑料模具工程塑料模具是指采用一些高性能工程塑料制造的模具。
工程塑料具有优异的机械性能、耐热性、耐磨性和耐腐蚀性，可以用于制造要求较高的塑料制品。
常见的工程塑料有聚酰胺（PA）、聚酰亚胺（PI）等。
由于工程塑料模具的制造难度较大，成本较高，常用于生产特殊形状或要求较高的塑料制品。
5.导热塑料模具导热塑料模具是一种具有较好导热性能的塑料模具材料。
导热塑料模具可以快速吸热和散热，提高塑料制品的冷却速度，提高生产效率。
常见的导热塑料有聚苯乙烯（PS）和聚丙烯（PP）等。
相比于金属模具，导热塑料模具成本较低、重量轻，不易卡模，延长模具的使用寿命。
总结：塑料模具材料的选择应根据具体的生产要求和产品特性来确定。
不同的材料具有不同的特性和应用范围，生产者需要根据自己的实际情况进行选择，以提高塑料制品的质量和生产效率。
模具钢的选材及热处理工艺
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度最高，但是回火韧性最差，所以应避免在500℃附近回火。 （2）回火保温时间系数为3 min/mm，并且不能少于2h。 （3）两次回火，第二次回火比第一次回火温度低20℃。
铬系热作模具钢淬火后有一些残余奥氏体，一次回火后残余奥氏 体分解，其转变产物韧性差，比较脆，容易造成模具开裂，必须两次 回火。 （4）4Cr5MoSiV1钢在630 ℃高温回火后得到回火索氏体+回火托氏体。
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 4CrMnSiMoV 5Cr4W5Mo2V
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 3Cr3Mo3W2V
4Cr5MoSiV1 4Cr3Mo3SiV
3、压铸模具用钢的选用
压铸模具在服役条件下不断承受高速、高压喷射、金属的冲 刷腐蚀和加热作用，从总体上看，压铸模具用钢的使用性能要求 与热挤压模具用钢相近，即以要求耐磨性、高的回火稳定性与抗 热疲劳性为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模具用钢 相同。
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。 （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。
Zn合金压铸模具：4Cr5MoSiV，4Cr5W2VSi钢等； Al和Mg合金压铸模具：4Cr5MoSiV1，3Cr3Mo3W2V钢等； Cu合金压铸模具：3Cr3Mo3W2V，3Cr2W8V钢。
常见模具材料及热处理
2
常見模具(mújù)材料及熱處理 常用的模具材料(cáiliào)如下﹕
1.SS41(JIS) 2. SKD11(JIS)
3. YK30(SK3) 4. SKH-9(JIS)
5. PD20
6.
DC53(JIS)
7.SKD61 8. A3鋼
品質保証課系列培訓教材
編號/版本: GL-QE-05/0第0 三页，共23050页3。/08/12
化合物:異類原子能以固定 的比例混合,形成與組
品質保証課系列培訓教材
編號/版本: GL-QE-05/0第0 九页，共23050页3。/08/12
9
金屬材料(cáiliào)強化途 A 固溶徑強化:
合金元素固溶到基體金屬中形成固溶體時,合金 的強度及硬度一般會得到提高,基體塑性則不 降低.
少量多元(duō yuán) B 沉淀強化:
品質保証課系列培訓教材
編號/版本: GL-QE-05/0第0十三页，2共03053页/。08/12
13
3 金屬材料(cáiliào)之熱 處理工藝
品質保証課系列培訓教材
編號/版本: GL-QE-05/0第0十四页，2共03053页/。08/12
14
退火(tuì huǒ)
消除殘余內應力/成份不均(bù jūn)勻/組織不穩 定等缺陷
硬度不當
材質
鋼的鈍 靜度差
帶狀(網 狀)碳化
物球化退火 質量不好
鋼內疏鬆
化學成份偏 析
帶狀組織
冷卻條件不當
壓鑄溫度不
當
(
熱鍛溫度)
潤滑條件差
模具安裝不
當 操作
配合精度不
去應力次數少
當
有尖角
模具預熱溫度不當
模具材料及热处理工艺
模具材料及热处理工艺压模具材料的选用及热处理要求一. 冲裁模具材料的选用及热处理要求选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。
对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。
常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。
此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。
1.传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。
其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。
但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。
T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810 ℃水或油淬，160~180 ℃回火，硬度59~62HRC。
CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。
但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。
CrWMn钢的热处理工艺为：淬火温度820~840 ℃油冷，回火温度200 ℃，硬度60~62HRC。
9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780~820 ℃油冷，回火温度150~200 ℃，空冷，硬度60~62HRC。
注意回火温度在200~300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。
Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。
但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。
其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。
Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950~980 ℃淬火，150~200 ℃回火；Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火，180~200 ℃回火）。
模具材料及热处理
S136 (96元/单位) S136 －－高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材一勝百（瑞典） ASSAB STAVAX ESR(S-136)为高級不锈工具钢、其具 备以下的特性： ● 优良的耐腐蝕性 ●优良的抛光性 ●优良的耐 磨性 ●优良的機械加工性 ● 淬火時具有优良的 穩定性綜合上列的优点，使得該鋼種具有卓越的生産特 性。 由於其優良的耐腐蝕性，在塑料模具中使用的好處概述 如下： ● 較低的維修費用模具經過長期使用後，模穴表面仍然 維持原先的光滑狀態。模具在潮湿的环境下操作
塑料模具钢及其热处理
预硬化钢泛指钢厂已进行最终热处理（淬火回火） 的钢材。 典型预硬化塑料模具钢为：SM3Cr2Mo.其热处理 工艺为：840--880℃淬火，油冷，600--650℃回火， 空冷，供应硬度32HRC。 对应的美国钢材为P20，德国钢40CrMnMo7，日 本HPM2。P20钢渗Ｃ后热处理工艺为： 820-870℃淬火, 150--260℃回火，空冷，渗Ｃ层硬度 达58-64HRC。德国钢40CrMnMo7淬透性比 SM3Cr2Mo好，加工性、抛光性更好。
常用模具材料牌号对照表
类别 中国钢号 3Cr2Mo 通用钢号 P20（美国） 钢材特性 预硬塑胶模具钢
3Cr2NiMo
4Cr13 1CrNi3 3Cr17Mo CrWMn 五金模具钢 Cr12MoV
718（瑞典）
S136（瑞典） NAK80（日本） M300（奥地利） SKS3（日本） SKD11（日本） 8407（瑞典）SKD61 （日本） H13（美国）
热作模具钢及其热处理
热作模具主要有鍛模、热挤压模、压铸模等
主要失效形式：断裂（开裂或机械疲劳裂纹）、塑性变形或型腔 堆塌、热疲劳、热磨损和热熔损.
模具材料及热处理
模具材料及热处理模具材料及热处理模具是制造机械零部件的重要工具。
模具材料的选择和热处理技术的掌握直接关系到模具生产的质量和效率。
本文将对模具材料和热处理技术进行详细介绍。
一、模具材料1.铸造模具材料铸造模具材料的主要特点是精度要求较低，机械性能要求不高，耐磨性好。
常用材料有灰铁、球墨铸铁和铸钢。
其中，灰铁是最常用的铸造模具材料，有良好的灵活性和耐磨性，但强度较低。
球墨铸铁强度稍高于灰铁，但制造工艺比灰铁复杂。
铸钢的强度最高，但质量要求较高，制造工艺也较复杂。
2.塑料模具材料塑料模具材料与铸造模具材料不同，精度要求较高，机械性能也要求较高。
常用材料有工程塑料、钢材、铝合金等。
工程塑料具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性，在制造大型塑料模具时应用广泛。
钢材的强度和硬度较高，在制造精密塑料模具时使用较多。
铝合金具有轻质、高强度和耐磨性好的特点，在制造小型塑料模具时使用较多。
3.压铸模具材料压铸模具材料要求耐高温、耐热疲劳和抗拉伸性能好。
常用材料有硬质合金钢、热工具钢和粉末高速钢。
硬质合金钢具有优异的耐磨和抗氧化性能，是制造大型压铸模具的首选材料。
热工具钢具有优异的耐高温性能，制造中型压铸模具时常用。
粉末高速钢具有优异的强度和硬度，适用于制造小型压铸模具。
二、热处理模具材料的热处理是制造质量可靠、寿命长的模具的关键。
常用的热处理方法有淬火、回火、正火、渗碳和氮化等。
1.淬火淬火是将模具材料加热至一定温度，然后迅速冷却，使材料表面形成高硬度的马氏体组织，提高模具材料的硬度和耐磨性。
淬火时应注意加热温度和冷却速度的控制，以免引起材料变形和裂纹。
2.回火淬火后的模具材料容易出现脆性，回火是将淬火后的模具材料在一定温度下重复加热，然后缓慢冷却，使材料得到一定的韧性和塑性，以提高模具材料的强度和韧性。
回火的选用温度和时间应根据模具材料的种类和使用要求来确定。
3.正火正火属于淬火和回火之间的一种中间火，是将模具材料加热至一定温度，然后缓慢冷却，以使材料获得一定的硬度和韧性。
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。
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。
模具培训：模具选用材料及热处理讲义
上模本体 FC250
合边镶块 FCD550
下模本体 FC250
下凸模 FCD550
压料芯本 体
FC250
压料附型区 FCD550
用户名称：马自达-2014 JP 产品名称：发动机扣合模 制 号：AF427 工序名称：合边模 产品材质：外板：SPCM340H- W-
1. 热处理
▪ 整体淬火： Cr12MoV，SKD11，1.2379等 ▪ 火焰淬火：合金铸铁，空冷钢（7CrSiMnMoV）等 ▪ 激光淬火：合金铸铁，铸钢， 45#钢等 ▪ 调质处理：45号钢（调质处理在模具中不常用，如果特殊要求，一些非标件
比如垫板等需要调质处理。）
2. 化学处理
▪ 渗氮：含Cr、Mo、V等元素的铸铁、铸钢、锻件。如 GGG70L、FGS600、
GHD（普通钢板） 料 厚：1.2 抗拉强度：293.5Mpa
EN-JL1040→HT250；
EN1050→QT700；
1.7140→类似7CrSiMnMoV； 1.2358→4Cr5MoSiV1(热作模具钢)
合边模
合边模是一种新型的模具，是将内外板包合的一种模具。 目前合边模应用到的材质： 模座本体材质一般为：灰铸铁HT250，HT300等， 国外FC250，FC300等 压料芯的材质一般为：非附型部位：HT300，Mo-Cr铸铁等 附型部位：Mo-Cr，45号钢，7CrSiMnMoV等 国外有FC250，FCD550，ICD5等 凸模的材质为：Mo-Cr铸铁，7CrSiMnMoV，国外有FCD550， ICD5等 合边镶块（预翻边整形）的材质为：7CrSiMnMoV， 国外ICD5，FCD55等
高强钢板 Cr12MoV
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常用模具材料及热处理一．冲压模
1.冲模工作零件常用材料及硬度要求
二塑料模
1.塑料模工作零件常用材料及热处理工艺
2.塑料模一般零件用料及热处理要求
三．压铸模
四．常用塑料种类
ABS：俗名工程塑料，可用于连接件、座椅背、座板，它是塑料中能进行电镀（水镀）主要原料。
PP：俗名聚丙烯，用于五星脚、扶手、脚垫以及强度要求不高连接件。
缺点：耐磨性差、表面硬度低。
PVC：俗名聚氯乙烯，主要用于封边件、插条件。
它适应于挤出成型，同时PVC材料属塑料件中不燃材料，加工成型温度稳定性差、特别是颜色的稳定性不好。
PU：俗名聚氨酯。
主要用于扶手（发泡）配件。
POM：俗名赛钢。
主要用于耐磨件如脚垫、脚轮、门铰、合页等。
性能耐磨、耐压、但尺寸稳定性较差。
PA：俗名尼龙。
主要用做脚垫、五星爪、脚轮等耐磨、寿命要求高的地方。
特点：耐磨、耐压、高强度室内使用寿命长，个别型号如PA66耐高温达2200，缺点是在太阳底下晒易改变性能、易断、耐候性差。
PMMA：有机玻璃（俗称亚加力）。
塑料中有五种透明材料，而PMMA是其中一种透明度最高，工件切割时有醋酸味，加工变形容易，用开水浸泡能整形变弯。
缺点：表面易划伤，硬度偏低，弯曲时容易龟裂，价格比ABS高20%以上。
PC：俗称聚碳酸酯。
该品种也属透明材料，表面硬度高、耐划伤、耐冲击力强、强度高、耐候性好（即不怕阳光照射）。
家具中屏风隔板阳光板便是此材料中空挤塑成型。
特点：价格成本高，比PMMA高约40%左右。
PE
PC
40Cr ABS
pvc塑料颗
粒
H13。