模具材料的选用与热处理

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我国模具材料的选择及热处理工艺的发展

我国模具材料的选择及热处理工艺的发展摘要：近年来，我国模具工业的发展很快，模具水平也在不断提高。

本文介绍了当前我国模具材料的先进选择方法及热处理工艺的发展状况，并预测未来模具的发展方向。

关键词：模具；材料选择；热处理；方向0 引言模具是工业生产的基础工艺装备，被称为”工业之母”。

75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。

作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛[1]。

中国的模具工业正步入了高速发展时期，模具材料的选择及热处理工艺作为模具工业两个关键环节，在模具工业中起着越来越重要的作用。

1 模具材料选用原则模具的选材过程是一个系统工程，它的影响因素很多。

一般来说，在选材过程中，模具材料应能达到使用性能足够、工艺性能良好、经济性合理的要求[2]。

1.1 满足使用性能要求模具材料的使用性能包括耐磨性、强韧性、疲劳断裂性能、高温性能、耐冷热疲劳性能、耐蚀性等性能。

在选材过程中首先要考虑的便是材料的使用性能要求，它模具材料的选用原则中是最基本的，也是最重要的。

1.2 满足工艺性能要求模具材料的工艺性能包括可锻性、退火工艺性、切削加工性、氧化脱碳敏感性、淬硬性、淬透性、淬火变形开裂倾向以及可磨削性能等。

材料的工艺性能决定了材料在加工过程的难易程度以及热处理性质等。

对模具材料的选择具有重要的决定作用，同时也是模具材料的选用原则中是最基本的要求。

1.3 满足经济性要求在给模具选材时，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。

因此，在满足使用性能和工艺性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。

2 模具材料选用方法在以往的模具设计过程中，设计者往往根据自己的经验判断。

对模具设计者而言，要想获得最佳的选材方案，则应该对材料性能有综合的把握能力并具有丰富的选材经验。

即便如此，在实际操作中仍有可能出现偏差。

模具技术要求【范本模板】

模具技术要求一．模具材料及热处理要求1.拉延、成形类模具●外板件拉延序凸模、凹模及压边圈使用GGG70L铸铁，淬火硬度HRC50—55；内板件凸模、凹摸及压边圈使用MoCr铸铁,淬火硬度HRC50-55.特殊情况下须渗氮或TD处理（模具图纸会签时确认).●变形剧烈及高强度钢板（抗拉强度≥350MPa）的制件应采用整体镶Cr12MoV；淬火硬度要达到HRC58—62。

●基体采用HT300。

采用键槽与螺栓链接。

●GGG70L铸件厂：天津虹岗或长城精工或经甲方认可的同等铸造品质铸造厂。

2.冲裁类模具●普通板料零件料厚小于或等于1。

2mm的刃口镶块可采用空冷钢（7CrSiMnMoV 或ICD-5)，淬火硬度HRC55—60；料厚大于1.2mm的采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58~62。

料厚大于等于1。

4mm的镶块采用波浪刃口。

●高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58～62。

●所有凹模镶块、废料刀均采用背托，凹模采用镶块结构，凸模可采用整体结构。

●模具基体采用HT300.3.翻边、整形类模具●中大型模具凹模镶块原则上应采用侧面固定式以便于调整；小型模具可采用整体式结构，料厚大于1.4mm的凹模采用镶块式。

●零件料厚小于或等于1.2mm，材料可选用MoCr/7CrSiMnMoV；零件料厚大于1.2mm 的采用Cr12MoV或与之相当的材料（应取得甲方工艺认可,具体以会签为准）。

●普通板料的制件凸模可采用合金铸铁，表面淬火硬度不低于HRC50；高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC58—62；如采用分体或镶块式基座（底板)可采用HT300的材料。

●对于部分易拉毛部位，必要时需进行TD处理。

4.压料(退料）顶出器可采用铸造结构，但应根据其强度要求，决定用铸铁或球铁或铸钢材料(工艺会签时，甲方根据具体结构决定）。

5.其它部件材质及热处理按国家标准执行。

二．模具结构及技术要求1.模具结构1。

模具材料的选用及热处理考试试卷

模具材料的选用及热处理考试试卷（100分）1、姓名【填空题】________________________2、工号【填空题】________________________一、选择题（每题10分）3、1、将钢淬火后，再经高温回火的热处理方式叫（）【单选题】（10分）A.A、回火B.B、淬火C.C、调质处理D.D 正火正确答案: C4、2、45钢的含碳量为（）% 【单选题】（10分）A.A、45B.B、4.5C.C、0.45D.D、0.045正确答案: C5、3、SPC590材料的模具冲头、凹模选用的材料（）【单选题】（10分）A.A、P20B.B、DC53C.C、45#D.D、S50C正确答案: B6、4、下列金属材料中，一般无法淬硬的是（）【单选题】（10分）A.A、合金钢B.B、高碳钢C.C、低碳钢D.D、优质钢正确答案: C7、5、钢的热处理是为了改善钢的（）【单选题】（10分）A.A、强度B.B、硬度C.C、刚度D.D、性能正确答案: D8、6、40Cr钢为常用调质钢，热处理工艺一般为（）。

【单选题】（10分）A.A、淬火B.B、淬火+低温回火C.C、淬火+中温回火D.D、淬火+高温回火正确答案: D二、判断题（每题10分）9、1、淬火，低温回火以后的钢，常用布氏硬度试验方法测定其硬度。

【单选题】（10分）A.正确B.错误正确答案: B10、2、采用高频感应加热，因为加热速度快，使钢的临界以加热温度较高。

【单选题】（10分）A.正确B.错误正确答案: A11、3、为提高渗碳件的耐磨性，对渗层碳化物的要求是均匀分布的网状碳化物。

【单选题】（10分）A.正确B.错误正确答案: B12、4、钢在冷却过程中产生的应力有热应力和组织应力两种，前者在表面形成残余压应力，后者形成残余拉应力。

【单选题】（10分）A.正确B.错误正确答案: A。

模具材料选用、热处理与使用寿命

模具材料选用、热处理与使用寿命摘要本文通过对模具材料的类别进行阐释，然后对几种常见的模具钢进行分析，根据其对模具寿命产生影响的因素进行探讨，说明只有具备合适的化学成分材料，并且选择最优异的工艺进行处理，才能提高模具的使用寿命，从而发挥出模具的最大优势。

关键词模具材料；选用；热处理；使用寿命中图分类号tg7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）78-0045-021 模具的作用与材料类别模具的设置、制作以及整个使用过程对模具的寿命都有直接影响，这几个方面中，模具材料自身的特点、以及热处理有怎样的结果，其作用都是非同一般的，都能对模具的使用寿命起着关键的作用，不仅如此，材料的冶金质量同样影响到模具的性能。

因此，要使模具材料的各种性能能够得到有效发挥，所选用的材料必须具备合格的化学成分、冶金质量，并且要在合理的热处理工艺的进行下才能使其正常发挥。

模具钢自身所具有的机械性能如何，要看材料的化学因素是不是过关，因此，对材料化学因素的挑选至关重要。

时下，我国模具钢所含因素大部分是高合金刚、合金刚，冶炼品质大部分是有着优良效果，能产生高质量的优质钢。

由于模具钢所含因素不同，使得它所具有的机械性能也出现差异，同种因素的模具钢，热处理条件不一致，使其产生不一致的金属显微组织，如此，可以满足不相同的机械性能所具有的要求。

为此，模具钢的工作用途也不相同，对模具材料而言，一般可以分为三大类，即：热作、冷作以及塑料模具钢等。

社会的发展离不开模具，在塑性成型的工艺生产中，模具的作用更是不可忽视，因此，模具被广泛应用在工业行业中，而工业的发展同样为模具行业的发展提供了很大的需求市场，可以说，模具的寿命对工业生产造价起着直接影响。

对于企业而言，模具寿命对成型件造价有着直接影响，企业在成型件上的竞争，其实就是价格上的较量，也就是模具寿命之间的对比。

因此，在生产过程中，模具的材料、结构、状态、质量等，对模具的寿命都会产生直接影响。

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。

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。

模具材料及热处理新工艺新技术

模具材料及热处理新工艺新技术模具材料及热处理是现代制造业中非常重要的关键技术。

随着制造业的不断发展和进步，对模具材料和加工工艺的要求也越来越高。

新的工艺和技术在模具材料的选用和热处理工艺上有着重要的应用和意义。

下面将介绍一些模具材料及热处理新工艺新技术的应用和发展。

首先，关于模具材料的选用，传统的模具材料主要包括工具钢、冷作模具钢、高速钢等。

这些材料具有一定的硬度和耐磨性，但在一些特殊环境下存在一些问题。

例如，高速钢在高温条件下容易软化，而工具钢和冷作模具钢在高温应力作用下容易发生开裂。

因此，为了解决这些问题，一些新型模具材料开始被广泛应用。

新型模具材料主要包括硬质合金、陶瓷材料和复合材料等。

硬质合金具有高硬度、高强度和优异的耐磨性，广泛用于冲压模和挤压模等高磨损模具。

陶瓷模具材料具有优异的高温性能和化学稳定性，广泛用于注塑模、压铸模和玻璃模等高温环境下的模具。

复合材料具有优异的机械性能、耐磨性和抗腐蚀性能，广泛应用于塑料模具、铸造模具和压力机模具等。

其次，关于模具材料热处理工艺的发展，传统的热处理工艺主要包括淬火、回火和正火等。

然而，随着模具工艺的不断发展，传统的热处理工艺已经无法满足对模具材料性能的要求。

因此，一些新的热处理工艺开始被广泛应用。

新的热处理工艺主要包括表面改性技术和热处理参数优化技术等。

表面改性技术包括氮化、渗碳、氧化和涂层等。

这些技术能够在材料表面形成一层硬度高、耐磨性好和抗腐蚀性强的保护层，提高模具的使用寿命和工作性能。

热处理参数优化技术通过对热处理工艺参数的优化调整，可以使模具材料在保持高硬度的同时，具有更好的韧性和抗裂性能等。

总之，模具材料及热处理新工艺新技术在现代制造业中有着非常重要的应用和发展。

通过选用新型模具材料和优化热处理工艺参数，可以提高模具的使用寿命和工作性能，从而降低生产成本，提高生产效率。

随着制造业的不断发展和进步，模具材料及热处理新工艺新技术将会得到进一步的完善和应用。

冷作模具材料及热处理规范

三次回火。
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

模具材料及热处理

智能化热处理技术的应用
智能控制
采用先进的智能控制技术，实现对热处理过程的精确控制和管理，提高热处理的稳定性和可靠性。
数字化热处理
通过数字化技术将热处理过程进行模拟和优化，实现数字化热处理，提高生产效率和产品质量。
物联网技术
通过物联网技术将热处理设备进行联网，实现设备的远程监控和管理，提高生产效率和设备利用率。
高碳高铬钢
具有高硬度、高耐磨性和良好的热处理性能，适用于制造承受高负荷的模具。
不锈钢
具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于制造要求高精度、高寿命的食品、医药和精密模具。
模具材料的性能要求
硬度
模具材料的硬度要达到规定的标准，以保证其耐磨性和使用寿命。
耐腐蚀性
对于一些在特定环境下工作的模具，应具备良好的耐腐蚀性。
环保型热处理技术的推广
节能减排
01
通过采用先进的热处理技术和设备，降低热处理过程中的能源
消耗和污染物排放，实现节能减排。
绿色热处理
02
采用环保型的热处理技术和设备，减少对环境的污染和破坏，
实现绿色可持续发展。
循环经济
03
通过回收和再利用热处理过程中产生的废弃物和副产品，实现
资源的循环利用，降低对环境的影响。
稳定的化学成分
模具材料应具有稳定的化学成分，以避免在热处理过程中发生氧化、腐蚀等反应，影响材料性能。
良好的可加工性
模具材料应具有良好的可加工性，以便于进行切削、磨削等加工操作，降低加工成本。
模具材料与热处理的协同作用
材料与工艺的匹配
选择合适的模具材料和热处理工艺，使两者相互匹配，可以充分发挥各自的优势，提高模具的综

热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理

热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理●热作模具主要用于高温条件下的金属成形，使加热的金属或金属获得所需要的形状。

●按用途可分为热锻模、热镦模、热挤压模、压铸模和高速成形模具等。

●通常在反复受热和冷却的条件下工作，变形加.上的时间越长，受热就越严重。

模具面温升常达300—700°C之间，要求有较高的热强性、热疲劳性和韧性，常选用中碳(wc=0.3%一0.6%)合金钢来制作。

第一节热作模具材料的主要性能要求●工作特点:热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化情况下工作的。

●热作模具材料分类:按照工作温度和失效形式不同，可将热作模具材料分为低耐热高韧性钢(350一370°C)、中耐热韧性钢(550—600°C)、高耐热钢(600—650°C)等。

有特殊要求的热作模具也可以采用奥氏体型耐热钢、高温合金或硬质合金，甚至是难熔合金来制造。

热作模具材料的使用性能要求●评价热作模具钢的性能指标:室温和高温使用条件下的硬度!强度!韧度等。

●热作模具材料使用时一般有七个方面的性能要求。

(1)硬度热作模具钢的硬度为40—52HRC。

通常模具钢的硬度取决于马氏体中的碳含量、钢的奥氏体化温度和保温时间。

应该指出的是:钢的最佳淬火温度要通过该钢的“淬火温度一晶粒度一硬度”关系曲线来选择。

马氏体中的二次硬化则与钢的合金化程度有关系，随着回火温度的升高，马氏体中的碳含量虽然降低，但如果特殊碳化物呈弥散析出并促使残余奥氏体转变成马氏体，则模具钢的高温硬度将会提高。

(2)强度强度是模具整个截面或某个部位在服役时抵抗静载断裂的抗力。

在压缩条件下工作的模具，可测试其抗压强度。

用拉伸试验测定一定温度下的抗拉强度σb,和屈服点σs,一般模具不允许发生永久的塑性变形，所以要求具有高的屈服强度。

而当模具钢的塑性较差时，一般不用抗拉强度而用抗弯强度σbb作为力学指标，抗弯试验产生的应力状态与许多模具工作表面所处的应力状态极其相似，能精确地反映构料的成分和组织对性能的影响。

模具材料与热处理工艺选择探讨

一
【中图分类号】Ｇ【文献标识码】Ａ【文章编号】５—８９２１）３一００９８（０２０ｃ４
０】－０３９０
般的耐磨性、足够的硬化深度，心部
要有足够的强韧性。二是较低的耐热性，
在２０Ｃ２０Ｃ的温度下长期工作，不０￣５￣氧化、不变形，尺寸稳定性好。三是有
一
一
、
影响模具设计选用的基本因素
传统材料为主，比较新的模具钢，如
ＤＳ、ＧＤ、ＣＨ、ＬＤ、ＧＭ、ＥＲ５、６Ｎ５ｂ、
近几年来，我国模具工业发展迅速，每年保持１％左右的增长速度，但模具５
定的耐蚀性。纳入国家标准的有
具性能的影响主要反映在热处理技术要
火及双细化处理工艺。２０世纪８０年代
研制开发的模具钢快速细化退火处理新工艺，在理论和工艺上均不同于传统的高温加热缓冷（冷速＜３ ℃／）球化退０ｈ
火和等温球化工艺，具有可｝链状碳肖除
０２ＬＭ１Ｍ２和Ｒ等２１Ａ、Ｌ、ＬＭ２０多种牌
３ｒＭｏＣ２等两个牌号，行业标准有ＳＭ５等２０多个牌号，已在生产中推广使用的新
钢种有１０多个，初步形成了我国的塑料
的制造水平和使用性能与世界上发达国家相比，还有很大的差距。模具市场竞
化物，缩短退火周期，节能减排，减少氧化脱碳，球化组织细小匀圆，最终热

模具钢的选材及热处理工艺

表6 三种铬系热作模具钢的回火硬度与对应的回火温度
谢谢观看！
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。

注塑模具材料的选用与热处理【超强解读】

模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。

模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺，是保证模具质量和使用寿命的重要环节，实际使用证明，在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。

模具用途广泛，工作条件差别大，制造模具的材料范围很广。

目前，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主，有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。

模具材料的性能要求及选用原则模具用钢主要性能要求如下：1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，决定模具寿命）2，可加工性能（模具零件形状复杂，要求热处理变形小）3，强度和韧性（足够的强度承受高压，冲击载荷等要求高韧性）4，淬透性、抛光性、耐腐蚀性（塑料及添加剂的腐蚀作用）。

模具用钢按用途可分为三大类：1，冷作模具钢：制作金属在冷态下变形的模具，包括：冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。

要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。

2，热作模具钢：制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具，包括：热锻模、压铸模。

要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性3，塑料模具钢：制造各种塑料模具。

塑料品种多，要求差别大，其模具材料范围广。

主要要求工艺性能高（热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀）选用一般原则：满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。

模具常用热处理工艺模具热处理包括模具材料热处理和模具零件热处理。

模具材料热处理：在钢厂内完成，保证钢材质量，如基本力学性能，金相组织要符合国家标准或行业标准。

特点是大型工业炉中大批量生产。

模具零件热处理：在模具制造厂完成，或专业热处理厂完成。

特点是小批量或单件生产，工艺复杂多样，设备精良。

热处理工艺方法，分预备热处理和最终热处理。

常用方法有：正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等，见表。

冷作模具钢及其热处理冷作模具主要用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工序。

热加工模具的材料选择及热处理

热加工模具是工业产品生产中不可缺少的基本工艺方法之一。它主
杆类件，扁薄的工件，冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率为０．８～１．２％；带大头的长杆锻件，头部和杆部的冷缩塑料件一般取（０．３～Ｏ．５）％。铝合金为（Ｏ．８～１．０）％，镁合金为Ｏ．８％，钛合金为（０．５ — ０．７）％，铜合金为（１．０～１．３）％。
热加工模具的材料选择及热处理
刘嵩
燕山大学机械工程学院河北
秦皇岛０６６００４
【摘要】随着社会的进步，科学的发展，模具受到越来越广泛的应用，其适应性也越来越强，模具已成为国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。热加工模具是工业产品生产过程中不可缺少的基本工艺方法之一，主要用于制造业和加工业。本论文从理论与实践的角度对热加工模具
有限公司。
响。因此，大力推广模具生产中的新材料、新工艺和新技术，对合理选择模具材料，改进热处理工艺和表面处理工艺起到举足轻重的作用。１．３常用金属的线膨胀系数及收缩率线膨胀系数是指温度升高一摄氏度时单位材料的尺寸变化。收缩率
新。
更高的要求。模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，将直接影响加工
产品的质量和生产的经济效益。由于影响模具使用寿命的极其重要的因素包括模具材料的种类、热处理工艺、表面处理技术，所以世界各国都
在不断的研究和开发新型模具材料，改进模具的热处理工艺，选用适当的表面处理技术，合理的设计模具结构加强对模具的维护等措施，来稳

冲压模具材料的选用及热处理要求

冲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）。