第五章模具钢的选材及热处理工艺
塑料模具钢选择及热处理
热处理质量控制
热处理工艺的选择：根据塑料模具钢的种类
01
和性能要求选择合适的热处理工艺
温度控制：严格控制热处理过程中的温度，
02
确保达到预定的工艺要求
时间控制：准确控制热处理过程中的时间，
03
确保达到预定的工艺要求
冷却方式：选择合适的冷却方式，确保塑料模
04
具钢的热处理质量达到预定的工艺要求
2
正火：将塑料模具 钢加热到一定温度， 保温一定时间后冷 却，以改善组织， 提高硬度和强度。
5
调质：将塑料模具 钢加热到一定温度， 保温一定时间后冷 却，以获得良好的
综合力学性能。
3
淬火：将塑料模具 钢加热到一定温度， 保温一定时间后快 速冷却，以获得高 硬度和高耐磨性。
6
化学热处理：将塑 料模具钢加热到一 定温度，保温一定 时间后冷却，以获 得良好的耐磨性和
演讲人
目录
01. 塑料模具钢的选择 02. 塑料模具钢的热处理 03Байду номын сангаас 塑料模具钢的应用
1
塑料模具钢的性能要求
耐磨性：塑料模具钢需要具有良好的耐磨性， 以抵抗塑料的磨损和磨损。
耐腐蚀性：塑料模具钢需要具有良好的耐腐 蚀性，以抵抗塑料的腐蚀和腐蚀。
抗冲击性：塑料模具钢需要具有良好的抗冲 击性，以抵抗塑料的冲击和冲击。
寸符合要求
塑料模具钢的应用实例
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
汽车行业：用 于制造汽车零 部件，如保险 杠、车门等
家电行业：用 于制造家电外 壳，如冰箱、 洗衣机等
电子行业：用 于制造电子产 品外壳，如手 机、电脑等
建筑行业：用 于制造建筑构 件，如门窗、 栏杆等
冷作模具钢及其热处理工艺
高碳低合金钢球化退火工艺参数
钢号 CrWMn
加热温度T1×保 温时间
等温温度T2×保 持时间
退火硬 度
(HBS)
790~810℃×2~3h 700~720℃×3~4h ≤241
9CrWMn 780~800℃×2~3h 670~720℃×2~3h ≤229
9Mn2V 750~770℃×3h 680~700℃×4~5h ≤229
锻造球化退火机加粗加工淬火+回火精加工钳工装配。 （3）成形复杂冷作模具：
锻造球化退火机加粗加工高温回火或调质机加工成形 淬火+回火（精加工）钳工装配。
3.1.3 典型冷作模具材料的性能分析
1.高碳非合金冷作模具钢（碳素工具钢）
•代表钢号： T10 、T10A • 特点：回火抗力低，淬透性低，硬化层浅，承载能力低， 锻造性能好。 • 用途：中、小批量生产的冷冲模，冷镦模、冲剪工具
教学要求、重点与难点
教学要求：
1、理解冷作模具材料的主要性能要求 2、掌握通常冷作模具的制造工艺路线 3、理解各类冷作模具材料的热处理
教学的重点
冷作模具的制造工艺路线 各类典型冷作模具的热处理
3.1 冷作模具材料的分类及选用
3.3.1 冷作模具材料的分类
类型： 1、模具钢 2、硬质合金 3、低熔点合金 4、高分子材料等。 按模具钢的成分和性能可分为： 1、高碳非合金冷作模具钢 2、高碳低合金冷作模具钢 3、高耐磨冷作模具钢 4、冷作模具高速钢 5、特殊用途冷作模具钢
4）过热敏感性和淬裂敏感性 5）淬火温度和淬火变形
三、冷作模具材料的内部冶金质量要求
(一)成分偏析 (二)磷硫含量 (三)钢中夹杂物 (四)碳化物不均匀性 (五)疏松
模具材料热处理工艺和技术要求
淬火的方法
（一）物理冶金法
1.火焰淬火
2.高周波淬火
3.电子束淬火 4.雷射淬火
（二）化学冶金法
1.渗碳处理
2.渗碳氮化处理
3.渗氮碳化（软氮化）处理
4.渗氮（氮化）处理
5.离子渗氮处理
6.渗硫、渗硼处理
7.金属渗透处理（如渗铝、铬、钒等）
（三）被覆法
1.硬质金属（如铬）
2.被覆熔焊
3.金属（陶瓷）熔射
由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成
分、质量的不同，可将钢分为许多类：
钢材的种类
一、 按用途分类
按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
结构钢：1、用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。
2、用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。
主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，
且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不
能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为
合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显着的提高，故应用日益广泛。
等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后目的:提高机件强度及耐磨性。但淬火后引起内应力，使钢变脆，所以淬火后必须回火。 流程: 预热(500-550C)+(750—800C) 奥氏体化温度(1000—1050C) 保温 急冷 二．淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面， 不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥 氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
模具钢的热处理
模具钢的热处理1.引言模具钢是一种用于制造模具的重要材料，其性能直接关系到模具的使用寿命和生产效率。
而模具钢的热处理是提高其性能的重要工艺之一。
本文将介绍模具钢的热处理工艺，主要包括淬火、回火和预硬化等处理方法及其影响因素。
2.模具钢的热处理工艺2.1 淬火淬火是模具钢热处理中最重要的工艺环节之一。
淬火能够使模具钢迅速冷却到室温以下，使其获得高硬度和优良的耐磨性能。
淬火的条件主要包括加热温度、保温时间和冷却介质的选择。
加热温度决定了模具钢的组织和硬化深度，保温时间和冷却速度则决定了淬火效果的好坏。
2.2 回火淬火后的模具钢通常会出现大量的残余应力和脆性，为了消除这些问题，需要进行回火处理。
回火可以改善模具钢的韧性和延展性，使其具有更好的综合性能。
回火温度和时间的选择是影响回火效果的重要因素，一般来说，回火温度越高，韧性越好，但硬度会相应降低。
2.3 预硬化预硬化是一种特殊的热处理方法，主要是为了提高模具钢的切削加工性能。
预硬化的目的是使模具钢在切削前达到一定的硬度，以提高切削效率和降低切削成本。
预硬化的温度通常较低，但时间较长，以保证钢材的组织细致均匀。
3.模具钢的热处理影响因素3.1 材料成分模具钢的化学成分直接影响其热处理效果。
高碳含量的模具钢通常具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差。
合理调整模具钢的成分可以使其具备理想的硬度和韧性。
3.2 加热温度加热温度是影响模具钢热处理效果的重要因素之一。
过高的加热温度会导致组织异常粗大，从而影响硬度和韧性的平衡，而过低的加热温度又会导致淬火效果不佳。
3.3 冷却速度淬火的冷却速度直接影响了模具钢的硬度和耐磨性。
冷却速度过慢时，钢材的组织细密度低，硬度不够；而冷却速度过快则容易产生裂纹和变形。
3.4 回火温度和时间回火温度和时间的选择是影响模具钢回火效果的关键因素。
过高的回火温度和时间会导致模具钢变软，而过低则无法消除淬火时的残余应力和脆性。
4.结论模具钢的热处理对其性能有着重要的影响。
模具材料与热处理技术作业指导书
模具材料与热处理技术作业指导书第1章模具材料概述 (3)1.1 模具材料分类及功能要求 (3)1.1.1 模具材料分类 (4)1.1.2 模具材料功能要求 (4)1.2 常用模具材料介绍 (4)1.2.1 碳素钢 (4)1.2.2 合金钢 (5)1.2.3 工具钢 (5)1.2.4 高速钢 (5)1.2.5 硬质合金 (5)第2章模具钢的热处理原理 (5)2.1 热处理的基本概念 (5)2.2 热处理工艺对模具功能的影响 (5)2.2.1 退火 (5)2.2.2 正火 (5)2.2.3 淬火 (5)2.2.4 回火 (6)2.3 模具钢热处理常见缺陷及防止方法 (6)2.3.1 常见缺陷 (6)2.3.2 防止方法 (6)第3章模具钢的退火处理 (6)3.1 退火处理的目的与分类 (6)3.2 退火处理工艺参数选择 (7)3.3 退火处理对模具功能的影响 (7)第4章模具钢的正火处理 (8)4.1 正火处理的目的与分类 (8)4.2 正火处理工艺参数选择 (8)4.3 正火处理对模具功能的影响 (9)第5章模具钢的淬火处理 (9)5.1 淬火处理的目的与分类 (9)5.1.1 马氏体淬火：通过快速冷却，使奥氏体转变为马氏体，获得高硬度和高强度。
95.1.2 贝氏体淬火：在较低的温度下进行淬火，使奥氏体转变为贝氏体，提高模具的韧性。
(9)5.1.3 珠光体淬火：在更高的温度下进行淬火，使奥氏体转变为珠光体，获得适当的硬度和韧性。
(9)5.2 淬火处理工艺参数选择 (9)5.2.1 淬火温度：根据模具钢的成分和所需功能，选择合适的淬火温度。
过高或过低的淬火温度都会影响模具的功能。
(9)5.2.2 淬火介质：选择合适的淬火介质，如油、水、盐水等，以保证模具在淬火过程中达到所需的冷却速度。
(9)5.2.3 淬火时间：根据模具的尺寸和形状，确定合适的淬火时间。
过长或过短的淬火时间都会影响模具的功能。
第5章 模具钢料的热处理-模具表面处理技术
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本，成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果；模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性；◆提高表面的高温抗氧化性；◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能；减少冷却液的使用；◆提高模具质量，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间；◆大幅度降低生产成本与采购成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用；◆涂层磨损后，还退掉涂层后，再抛光模具表面，可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种，从表面处理的方式上，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术：一、物理表面处理法：表面淬火是表面热处理中最常用方法，是强化材料表面的重要手段，分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
模具钢的选材及热处理工艺共27页文档
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
模具钢的选材及热处理工艺 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
模具钢生产工艺流程
模具钢生产工艺流程模具钢是一种专门用于制造模具的特种钢材。
它具有高硬度、高耐磨性、高尺寸稳定性等特点，适合制作高精度、高负荷的模具零件。
下面是模具钢的生产工艺流程。
模具钢的生产工艺主要包括原材料选材、熔炼、铸锭、加热处理、精整和最后的热处理等环节。
首先，原材料选材非常重要。
模具钢的主要原料是铁、钢和一些合金元素。
工艺要求对原材料进行精细分析和严格筛选，保证原料的质量。
接着，将选好的原材料放入熔炼炉中进行熔炼。
熔炼过程需要经历预热、熔池控制、混炼等过程，以保证熔池中的元素均匀分布。
在熔炼中，还可以根据不同的模具钢质量要求，加入适量的合金元素进行调整和改良。
随后，将熔炼好的钢液倒入铸造模具中，进行冷却凝固。
铸锭冷却后，进行切割、修整等处理，得到铸锭。
下一步就是加热处理。
加热处理的目的是调整模具钢的组织和性能。
一般包括回火、正火和淬火等步骤。
回火是通过加热和保持一段时间的操作，使模具钢的硬度适中，提高韧性。
正火是将加热的模具钢放入油池中急速冷却，使模具钢具备高硬度和耐磨性。
淬火则是在加热到一定温度后，迅速浸入冷却介质中进行快速冷却，以获得更高的硬度。
经过加热处理后，模具钢需要进行精整。
精整包括锻造、热处理和修整等步骤。
锻造是将模具钢加热到一定温度下施加压力进行塑性成形，以改善其组织和性能。
热处理则是对模具钢进行热处理，以消除内部残余应力和提高钢单耐蚀性能。
最后，对模具钢进行最后的热处理。
热处理的目的是进一步改善模具钢的组织和性能，以提高其耐磨性和寿命。
根据具体的要求，可以进行多次的热处理，以获得更好的效果。
综上所述，模具钢的生产工艺流程包括选择原材料、熔炼、铸锭、加热处理、精整以及最后的热处理。
每个环节都非常重要，只有每个环节都严格控制，才能制造出高质量的模具钢。
模具钢生产工艺
模具钢生产工艺
模具钢生产工艺指的是对模具钢的加工和制造过程的总称。
模具钢是用于制造模具的特种钢材，主要用于注塑、冲压、压铸等塑性加工行业中。
模具钢的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 原料选材：模具钢的生产工艺首先需要选择合适的原材料。
一般情况下，模具钢要求具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
常用的模具钢材料包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
2. 材料熔炼：选材完成后，需要将原料进行熔炼。
熔炼过程中要严格控制炉温和炉内气氛，以确保材料的化学成分和纯净度。
3. 钢水浇铸：熔炼完成后，将熔融的钢水倒入模具中进行浇铸。
浇注过程中需要保持一定的浇注速度和温度，以避免产生气孔和缺陷。
4. 钢坯热处理：浇铸完成后，将钢坯进行热处理，主要包括退火和淬火两个步骤。
退火可以提高钢材的塑性和韧性，而淬火可以提高钢材的硬度和耐磨性。
5. 钢坯加工：经过热处理后的钢坯，需要经过粗加工和精加工两个步骤。
粗加工包括切割、钻孔和铣削等工序，主要是为了修整钢坯的边缘和外形。
精加工则是在粗加工的基础上进行细致的加工，以达到模具的设计要求。
6. 表面处理：钢坯加工完成后，需要进行表面处理，以提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
常用的表面处理方法包括镀铬、氮化和电镀等。
7. 加工配件：模具钢生产工艺的最后一步是对模具进行装配和配件的安装。
这包括模块的组装、配件的安装和标准件的选择等。
以上就是模具钢生产工艺的主要步骤。
通过合理的生产工艺和严格的质量控制，可以制造出具有优良性能的模具钢，进一步满足塑性加工行业的需求。
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。
模具的选材及热处理工艺课件
研究陶瓷材料在模具制造中的应用，具有高硬度、高强度和高耐 磨性，适用于制造高温、高压模具。
先进热处理技术发展动态
真空热处理技术
采用真空环境进行热处理，减少模具变形和开裂，提高模具质量和 性能。
感应加热技术
采用感应加热方式对模具进行快速、均匀的加热，提高热处理效率 和模具性能。
激光热处理技术
加工成本
不同材料的加工难度和加工成本不同，选材时应综合考虑材料的加工成本因素，选择易于加工且成本 合理的材料。
02
常用模具材料介绍
碳素工具钢
优点
碳素工具钢具有来源广、切 削加工性好、价格低廉、热 处理后可以得到高硬度和较
好的耐磨性等优点。
缺点
淬透性差、热处理变形大、 回火抗力低、承受冲击和交
变载荷的能力差。
高速工具钢
优点
高速工具钢具有高硬度、高耐磨性、高热硬性等优点，可以承受较高的切削速度和较大的切削力，同时具有较好的韧 性和抗冲击能力。
缺点
价格较高，切削加工性较差，热处理变形较大。
应用
适用于制造高速切削刃具和冷冲裁模等。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
硬质合金与钢结硬质合金
01 02
压铸模具
选用高韧性、高热强性的材料，如热作模具钢、铜基合金等，进行淬火和回火 处理，提高抗热疲劳性能和耐磨性。对于大型压铸模具，可选用铸铁材料。
05
模具选材与热处理发 展趋势
新型模具材料研发及应用
高性能模具钢
研发具有高强度、高韧性、高耐磨性的模具钢，提高模具使用寿 命和性能。
硬质合金
开发新型硬质合金材料，具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性， 适用于制造高精度、高效率模具。
热作模具钢的选材及热处理工艺PPT优秀课件
2
表1 常用热作模具钢的钢号和化学成分
钢号
化学成分/%
C
Si
Mn Cr
Mo V
锤锻模具用钢 5CrMnMo 5CrNiMo 4CrMnSiMoV 5Cr2NiMoVSi
0.5/0.6 0.5/0.6 0.35/0.45 0.46/0.53
0.33/0.43 0.32/0.45 0.32/0.42
0.8/1.2 0.8/1.2 0.8/1.2
0.2/0.5 0.2/0.5 ≤0.4
4.75/5.5 4.75/5.5 4.5/5.5
1.1/1.6 1.1/1.75 -
0.3/0.6 0.8/1.2 0.6/1.0
其它
Ni1.4/1.8 Ni0.8/1.2
W1.6/2.4
钨钼热作模具钢 3Cr2W8V 3Cr3Mo3W2V 5Cr4W5Mo2V
0.3~0.4 0.32~0.42 0.4~0.5
≤0.4 0.6~0.9 ≤0.4
≤0.4 ≤0.65 ≤0.4
2.2~2.7 2.8~3.3 3.4~4.4
2.5~3.0 1.5~2.1
0.2~0.5 0.8~1.2 0.7~1.1
（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）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。 （3）热处理变形性
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）。
第五章模具钢的选材及热处理工艺
第二节 热作模具钢的选材及热处理工艺
一、热作模具钢的选材 1．热作模具的选材 （1）热锻模的选材 （2）热挤压模常用材料及选用原则 （3）压铸模常用材料及选用原则
（2）冷挤压模材料的选用
目前，最常用的是60Si2Mn、Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V钢 及低碳高速钢6W6Mo5Cr4V12，基体钢LD、65Nb、012Al、LM1、 LM2、GD，马氏体时效钢。
（3）拉深模材料的选用
对于小批量生产，可选用表面淬火钢或铸铁；对于轻载 拉模，宜选用T10A、9M2V、CrWMn 、GD、65Nb等钢；对于 重载拉深模，可选用Cr12、Cr12MoV、GM、ER5等钢。
1）铜合金压铸模 2）铝合金压铸模
二、热作模具钢的选材及热处理工艺举例
1．主要热作模具的制造工艺路线 （1）锤锻模的制造工艺路线 下料→锻造→退火→机械粗加工 →探伤→成形加工→淬火及回火→钳修→抛光。 （2）热挤压模的制造工艺路线 下料→锻造→预先热处理→机 械加工成形→淬火及回火→研磨抛光。 （3）压铸模的制造工艺路线 锻造→退火→机械粗加工→稳 定化处理→精加工成形→淬火及回火→钳工修配→发蓝。 （4）形状复杂、精度要求高的压铸模的制造工艺路线 锻造→ 退火→粗加工→调质→精加工成形→钳工修磨→渗氮（或碳氮 共渗）→研磨抛光。
3. 高铬钢薄板冲裁模的热处理 热处理要点如下 1）淬火加热温度 2)保温时间 3)冷却方式 4）回火 5）深冷处理
4. 厚板冲裁模的热处理 几种强韧化热处理新工艺 : 1）高碳钢低温、短时、快速加热工艺 2)等温淬火工艺 3)细化奥氏体晶粒的预热处理工艺 4)细化碳化物处理
d5模具钢热处理工艺
D5模具钢是一种优质的高碳工具钢，其热处理工艺主要包括以下几个步骤：
1. 预处理
在热处理之前，需要对D5模具钢进行预处理，包括去除模具钢表面的油污和氧化皮，以及进行切割和修整等工艺。
2. 加热
将D5模具钢放入炉中进行加热，加热温度根据模具钢的材质和要求来确定。
常用的加热方式有电阻加热、气体加热和电磁感应加热等。
3. 保温
当D5模具钢达到所需的加热温度后，需要保持一定的时间，使模具钢内部的温度均匀分布，以保证后续的冷却效果。
4. 冷却
冷却是D5模具钢热处理的关键步骤，冷却方式有很多种，常用的有水淬、油淬和气体淬等。
冷却速度的选择要根据模具钢的材质和要求来确定，一般来说，冷却速度越快，模具钢的硬度和强度就越高。
5. 回火
冷却后的D5模具钢通常会出现过硬的情况，需要进行回火处理，以减轻内部应力和提高韧性。
回火温度和时间的选择要根据模具钢的材质和要求来确定。
6. 表面处理
模具钢热处理完成后，还需要进行表面处理，包括去除表面的氧化皮和残留的冷却介质，以及进行抛光和喷涂等工艺。
以上就是D5模具钢的热处理工艺流程，每个步骤都需要根据模具钢的材质和要求来确定相应的参数，以保证最终得到符合要求的模具钢。
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（2）冷挤压模材料的选用
目前，最常用的是60Si2Mn、Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V钢 及低碳高速钢6W6Mo5Cr4V12，基体钢LD、65Nb、012Al、LM1、 LM2、GD，马氏体时效钢。
（3）拉深模材料的选用
对于小批量生产，可选用表面淬火钢或铸铁；对于轻载 拉深模，宜选用T10A、9M2V、CrWMn 、GD、65Nb等钢；对于 重载拉深模，可选用Cr12、Cr12MoV、GM、ER5等钢。
形抗力大）时，应以硬度和耐磨性为主。 ④模具型腔复杂时，应以韧性和尺寸精度为主。 ⑤模具尺寸大时，应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。 ⑥模具加工生产批量大时，应以硬度和耐磨性为主。
2）具有良好工艺性能 3) 适当经济性 （1）各种冷冲裁模的选用 1）薄板冲裁模 ：形状简单、尺寸小、批量小，选用T10A；
T10A、GD钢；中件弯曲、卷边、成形用模具承受负荷较大、 磨擦较剧烈、小批量生产可选择低熔点合金、锌基合金；生 产批量较大时，宜选用6W6、CrWMn钢。 （6）拉丝模材料的选用
对于拉丝模可选用T10A、T10、6W6钢制作拉铝、铜合金细 丝用模具；可选用Cr12、Cr12Mo1V1、ER5、GM钢及硬质合金 制作拉非铁金属的粗棒或钢钢丝用模具。
形状较复杂、批量小，选用9Mn2V、CrWMn、8Cr2Si、 Cr5Mo1V；形状复杂、批量大，选用Cr12、Cr12MoV、 D2、W6Mo5、Cr4V2； 2）厚板冲裁模：批量较小，选用T8A、W6Mo5Cr4V2、 6W6、Cr12MoV、D2、10A、T12A、9SiCr CrWMn、5CrW2S
第五章 模具钢的选材及热处理工艺
第一节 冷作模具钢的选材及热处理工艺
一、冷作模具钢的选材
冷作模具材料选用的一般原则:
1）满足模具使用性能要求 ①模具承受冲击载荷时，应以韧性为主。 ②模具迫使金属沿型腔塑性流动作用力较小时，应以强度
为主，并适当考虑韧性和耐磨性。 ③模具迫使金属沿型腔塑性流动作用力较大时（即坯料变
二、塑料模具钢的热处理工艺举例 1．塑料模具钢的制造工艺路线 （1）低碳钢及低碳合金钢模具 例如20、20Cr、20CrMnTi等钢 的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压 成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛 光→装配。 （2）高合金渗碳钢制模具 例如12CrNi3A、12CrNi4A钢的工艺 路线为：下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高 温回火→精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。 （3）调质钢制模具 例如45、40Cr等钢的工艺路线为：下料→ 锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→修整、抛 光→装配。 （4）碳素工具钢及合金工具钢制模具 例如T7A、T10A、CrWMn、 9SiCr等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→球化退火→机械 粗加工→去应力退火→机械半精加工→淬火、回火→机械精加 工→研磨抛光→装配。
模具的淬火冷却在油中进行。为避免开裂及变形，在 入油前可在空中预冷至780℃。在油中冷却到150～200℃ 时出油，并立即进行回火。
5.热作模具钢的选材、强化处理及使用寿命关系的比较 （1）热冲头 材料为3Cr2W8V，原热处理工艺为1050～1100℃ 淬火，630℃回火两次，硬度值为45～47HRC，生产200～350 件后，软化变形和开裂；现行热处理工艺为1275℃加热， 300～320℃等温淬火，46～48HRC，生产1500～2200℃件不再 开裂。 (2)热挤压模具 材料为3Cr2W8V，原热处理工艺为1050～ 1100℃淬火，620℃回火两次，硬度值为45～48HRC，生产 1200件后早期开裂；现行热处理工艺为1200℃加热，680℃回 火两次，硬度值为40～45HRC,生产3300件变形或疲劳。 （3）锤锻模 材料采用5CrMnMo，经860～880℃淬火，燕尾油 冷，480℃回火，硬度达32～35HRC，可生产2500件后燕尾开 裂；当经880℃加热，450℃等温淬火，480℃回火后，燕尾不 再开裂，可生产6000～100000件。
的模具更要保证模具各部位温度均匀． 以防止热膨胀引起翘曲变形。 2)回火：选择回火介质时要注意安全，热油回火 温度不应超过250℃，为防止发生火灾 应 备有密合的盖子和干砂，万一热油 烧着，则应立即用盖子盖严并在四周撤 上干砂。
第二节 热作模具钢的选材及热处理工艺
一、热作模具钢的选材 1．热作模具的选材 （1）热锻模的选材 （2）热挤压模常用材料及选用原则 （3）压铸模常用材料及选用原则
为获得良好的切削加工性能，并使淬火、回火后具有 良好的组织和性能，8Cr3钢锻造后必须进行退火，退火 加热温度780～800℃，保温时间1～2min/mm，＜500℃出 炉空冷。退火后的硬度一般为HB≤255。 （4）淬火、回火工艺
8Cr3钢制热切边模的淬火温度为840～820℃。为防止 氧化＼脱碳，在加热时需保护。
第三节 塑料模具钢的选材及热处理工艺
一、塑料模具钢的选材
1.依据塑料模具服役条件和制品质量选择模具材料
(1)对于模具型腔表面要求高硬、耐磨，而心部具有较好韧性 的塑料摸具
(2)对于模具型腔复杂．精度要求高和寿命要求长的塑料模具
(3)对于以玻璃纤雄做充填剂的热塑性塑料制品的注射模
(4）对于以聚氯乙烯．聚苯乙烯和ABS加抗燃树脂等为原料的 塑料制品 (5）对于要求型腔表面粗糙度值低、光亮度高、尺寸和形状精 度高、型腔复杂，甚至有耐蚀要求的大截面塑料模具
2.锤锻模具的热处理 （1）热锻模具钢的退火 1)普通退火 2)防白点退火 3)高温回火
（2）热锻模具的淬火、回火 1）淬火工艺 ①淬火前的准备工作 ②淬火加热 ③淬火温度的选择 ④淬火加热时间 2）回火工艺
3.热挤压模具的热处理
（2）淬火工艺 （3）回火工艺
4.热切边模的热处理
以8Cr3钢制汽轮机叶片热切边模为例 （3）模具的退火工艺
（5）预硬钢制模具 例如5NiSCa、3Cr2Mn（P20）等钢，对于 直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可 直接加工成型后抛光、装配。对于要改锻成坯料后再加工成 型的，其工艺路线为：下料→改锻→球化退火→刨或铣六面 →预硬处理（34～42HRC）→机械粗加工→去应力退火→机械 精加工→抛光→装配。
二、冷作模具钢的热处理工艺举例
1．薄板冲裁模的热处理 （1）碳素工具钢薄板冲裁模的热处理 1）双介质淬火工艺 2）碱浴淬火 3）等温淬火工艺 4）获得板条状马氏体的热处理 5)细化碳化物的热处理
图5-1 T10A钢制冷冲模常规热处理工艺 图5-2 T10A钢制冷冲模碳化物超细化处理工艺
2. 低合金钢薄板冲裁模的热处理 热处理措施如下: 1)增加工艺孔及局部包扎铁皮 2）采取低温淬火和恒温延迟冷却淬火 3）快速加热淬火 4)优选淬火冷却方式 5）回火
1）铜合金压铸模 2）铝合金压铸模
二、热作模具钢的选材及热处理工艺举例
1．主要热作模具的制造工艺路线 （1）锤锻模的制造工艺路线 下料→锻造→退火→机械粗加工 →探伤→成形加工→淬火及回火→钳修→抛光。 （2）热挤压模的制造工艺路线 下料→锻造→预先热处理→机 械加工成形→淬火及回火→研磨抛光。 （3）压铸模的制造工艺路线 锻造→退火→机械粗加工→稳 定化处理→精加工成形→淬火及回火→钳工修配→发蓝。 （4）形状复杂、精度要求高的压铸模的制造工艺路线 锻造→ 退火→粗加工→调质→精加工成形→钳工修磨→渗氮（或碳氮 共渗）→研磨抛光。
（4）冷墩模材料的选用
冷墩凸模可采用T10A、60Si2Mn、9SiCr、GCr15等钢制造， 凹模采用T10A、Cr12MoV、GCr15等钢制造。
对于重载冷墩模通常采用Cr12、65Nb、LD、RM2、LM1、 LM2、GM等。
（5）弯曲模材料的选用 小件弯曲、卷边、成形用模具承受负荷较小，可选45、
导柱、导套常选择20、20Cr、20CrMnT、T8A、T10A，并 保证零件表面耐磨性，心部韧性较好。
由于主流衬套的性能要求表面耐磨，同时还要耐腐蚀和 热硬性较高，常用的材料为20、T8A、T10A、9Mn2V、CWMn、 9SiCr、Cr12、3Cr2W8V、35CrMn。
顶杆、拉料杆、复位杆、要求有一定强度并耐磨，常用 材料为Y8A、T7A、45钢等。
2．塑料模具钢热处理特点
（1）淬硬钢塑料模的热处理
（2）渗碳钢塑料模的热处理 渗碳型塑料模具钢20CrMnTi常用的热处理工艺如下： 1）渗碳： 2)渗碳后的热处理：
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2.依据塑料制品的生产批量选择模具材料
3.塑料模具结构零件材料的选材 塑料模具结构零件的常用材料有：
对于要求具有较好综合力学性能的各种模板、顶出板、 固定板支架常采用45、40MnB、40WnVB、Q235、Q255、Q275、 球墨铸铁及HT200制造。
对于要求较高强度、有好的耐磨性和一定的耐腐蚀性， 淬火后变形小的型芯、型腔件等，常选用9Mn2V、CrWMn、 9SiCr、Cr12、3CrW8V、35CrMn、T7A、T8A、45、40VB、 40MnB球墨铸铁等。
3. 高铬钢薄板冲裁模的热处理 热处理要点如下 1）淬火加热温度 2)保温时间 3)冷却方式 4）回火 5）深冷处理
4. 厚板冲裁模的热处理 几种强韧化热处理新工艺 : 1）高碳钢低温、短时、快速加热工艺 2)等温淬火工艺 3)细化奥氏体晶粒的预热处理工艺 4)细化碳化物处理
5. 冲裁模的热处理操作 1)淬火：缓慢加热，特别是形状复杂、厚薄不均