挤压工模具材料的选择及热处理
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一.挤压工模具材料的选择 • 根据挤压工模具的使用性能及热处理特性，主要 选用热作模具钢，见表1。 • 名称 用途 钢种
挤压筒、挤压轴、模套、 用于生产1XXX、 平模、分流模、导流模 3XXX、6XXX合金 4Cr5MoSiV1(H13)
Байду номын сангаас
平面模、舌型模、挤压筒 用于生产2XXX、 挤压轴 7XXX、5XXX合金
注：1.圆钢（电炉钢或电渣钢）进厂要求按GB247-76规 定验收，要求表面无裂纹、结瘤、气孔等缺陷，并带 有质量保证书； 2.改锻的模具坯料要求表面无裂纹、折叠、气孔等缺陷； 要求横断面组织均匀、无偏析、无疏松、分层等缺陷； 3.改锻的坯料要求外径和厚度有足够的加工余量，但不能 过大； 4.改锻的坯料要求是退火状态。
二、模具热处理 1.模子经热处理后的技术要求： 模子经一次淬火“+”多次回火，要求回火要充 分，硬度高、且韧性好：模子热处理的硬度值规 定：大型模子（500mm ），HRC45-48； 中型模子（300500mm ），HRC47-50； 小型模子（300mm ），HRC48-51； 2.模子硬度检测 • 1)模子热处理后硬度检测：在模子的同一平面上 用砂轮抛光三点检测，每一点的硬度值都应在规 定范围内方算合格（硬度计标准为1 ）； • 2）目测无裂纹、无严重脱碳现象、无磕碰伤。
油 冷
模套淬火、回火曲线
时间（小时，分）
模垫、模套、垫环 棒模、管材模
3Cr2W8V (H21)
5CrNiMo(H11)
其它工具（拉、拔工具） 用于无缝管整径用 T10（T10A）
T8（T8A）、
常用模具钢的化学成分 钢种 C Si Mn
H13 H21 5CrNiMo
Cr
W
Ni
V
0.35~0.45 0.9~1.1 0.2~0.5 5.0~5.5 _ _ _ 0.25~0.35 0.1~0.4 0.1~0.4 2.0~3.5 9.0~10.0 0.25~0.6 0.5 ~0.6 0.15~0.35 0.5~0.8 2.0~3.5 1.4~1.8
• 注：1）如装炉量大，炉子升稳速度快时，其 保温时间取上限，反之取下限； • 2）形状复杂的工件，预热及回火的保温 时间取上限。 • 4.加热温度与硬度关系表
材料 预热温度 淬火温度 3Cr2W8V 650/850 1080~1100 4Cr5NSiV1 830 1030~1050 5CrNiMo 430 850~900 回火温度 600~580 590~570 450~480 热处理硬度 HRC48-52 HRC47-51 HRC42-48
3.模子热处理工艺参数 模子的有效厚度计算（模子加热时间按厚度）： 平面模（饼类件）的有效厚度按模厚度计算。 分流模— 上模：高度（减去模芯高） 壁厚（分流孔壁 到外表面间厚度）时，其有效厚度取模高； 如果高度 壁厚时则综合考虑。 下模：按模厚（减去止口高度）计算。 模垫、模套等环类件，按以下几种情况计算 a)当（外 - 内 ）/2 H时，则（外 - 内 ）/2 H计算； b)当 （外 - 内 ）/2 H时，则按H（高度）计算。
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
下模：240x66mm，止口高6mm，有效高度 60mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
工具类 a)挤压轴举例162x1155mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：110KW井式电阻炉淬火、90KW井 式电 阻炉回火 装炉量—一炉一根
T10(T10A） 箱式电炉 1.4~1.8 T8(T8A） 同上 同上 H13（4Cr5MoSiV1) 同上 1.5~1.8 真空炉 1.5~2.0 3Cr2W8V 箱式电炉 1.3/1.5 3Cr2W8V钢预热分两个阶段
注：确定加热保温时间，应视装炉量和升稳速度等 因素。
5.模具热处理举例 平面模热处理举例： 300x60mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉
油 冷
挤压轴淬火、回火曲线
时间（小时，分）
b)挤压筒内套热处理举例： 215x
100x400mm 材料：H13，技术要求：HRC46-48 采用设备：110KW井式电阻炉淬火、90KW井 式电 阻炉回火 装炉量—一炉一根
油 冷
挤压筒淬火、回火曲线
时间（小时，分）
精品课件！
精品课件！
C)模套热处理举例： 328x 241x149mm 材料：5CrNiMo，技术要求：HRC44-48 采用设备：箱式电阻炉
挤压筒内套（筒件） 由于此类件较长，计算时要根据其长度和内孔 “内 ”的大小，适当增加保温时间，一般内孔较 小，而筒身又较长，通常按其厚度计算后再增加 1/3~1/2的系数，加热保温时间按公式： t=(1+1/3~1/2)f.h ， 式中，f –加热系数； h—厚度 挤压轴类：按前端工作部分的直径计算（加图）
T8(T8A)
T10(T10A)
800 1
180 1
200 1
780 1
HRC60 HRC60
• 不同钢种、不同炉型的加热时间表
• • 钢种
• • • • • •
按分/mm（加热保温时间） 炉型 预热 淬火加热 回火加热
0.7~0.9 同上 0.4~0.8 0.8~1.2 0.4~0.6 2~2.5 同上 2~2.5分/次 2~2.5分/次 1.5~2 分/次
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
• 如选用真空炉淬火，箱式电阻炉回火，其工艺 曲线
真 空 油 冷
00 ：
乇 乇
淬火、回火曲线
空 冷
时间（小时，分）
空 冷
分流模热处理举例： 上模240x104mm，芯头高24mm，有效高度 80mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉
挤压筒、挤压轴、模套、 用于生产1XXX、 平模、分流模、导流模 3XXX、6XXX合金 4Cr5MoSiV1(H13)
Байду номын сангаас
平面模、舌型模、挤压筒 用于生产2XXX、 挤压轴 7XXX、5XXX合金
注：1.圆钢（电炉钢或电渣钢）进厂要求按GB247-76规 定验收，要求表面无裂纹、结瘤、气孔等缺陷，并带 有质量保证书； 2.改锻的模具坯料要求表面无裂纹、折叠、气孔等缺陷； 要求横断面组织均匀、无偏析、无疏松、分层等缺陷； 3.改锻的坯料要求外径和厚度有足够的加工余量，但不能 过大； 4.改锻的坯料要求是退火状态。
二、模具热处理 1.模子经热处理后的技术要求： 模子经一次淬火“+”多次回火，要求回火要充 分，硬度高、且韧性好：模子热处理的硬度值规 定：大型模子（500mm ），HRC45-48； 中型模子（300500mm ），HRC47-50； 小型模子（300mm ），HRC48-51； 2.模子硬度检测 • 1)模子热处理后硬度检测：在模子的同一平面上 用砂轮抛光三点检测，每一点的硬度值都应在规 定范围内方算合格（硬度计标准为1 ）； • 2）目测无裂纹、无严重脱碳现象、无磕碰伤。
油 冷
模套淬火、回火曲线
时间（小时，分）
模垫、模套、垫环 棒模、管材模
3Cr2W8V (H21)
5CrNiMo(H11)
其它工具（拉、拔工具） 用于无缝管整径用 T10（T10A）
T8（T8A）、
常用模具钢的化学成分 钢种 C Si Mn
H13 H21 5CrNiMo
Cr
W
Ni
V
0.35~0.45 0.9~1.1 0.2~0.5 5.0~5.5 _ _ _ 0.25~0.35 0.1~0.4 0.1~0.4 2.0~3.5 9.0~10.0 0.25~0.6 0.5 ~0.6 0.15~0.35 0.5~0.8 2.0~3.5 1.4~1.8
• 注：1）如装炉量大，炉子升稳速度快时，其 保温时间取上限，反之取下限； • 2）形状复杂的工件，预热及回火的保温 时间取上限。 • 4.加热温度与硬度关系表
材料 预热温度 淬火温度 3Cr2W8V 650/850 1080~1100 4Cr5NSiV1 830 1030~1050 5CrNiMo 430 850~900 回火温度 600~580 590~570 450~480 热处理硬度 HRC48-52 HRC47-51 HRC42-48
3.模子热处理工艺参数 模子的有效厚度计算（模子加热时间按厚度）： 平面模（饼类件）的有效厚度按模厚度计算。 分流模— 上模：高度（减去模芯高） 壁厚（分流孔壁 到外表面间厚度）时，其有效厚度取模高； 如果高度 壁厚时则综合考虑。 下模：按模厚（减去止口高度）计算。 模垫、模套等环类件，按以下几种情况计算 a)当（外 - 内 ）/2 H时，则（外 - 内 ）/2 H计算； b)当 （外 - 内 ）/2 H时，则按H（高度）计算。
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
下模：240x66mm，止口高6mm，有效高度 60mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
工具类 a)挤压轴举例162x1155mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：110KW井式电阻炉淬火、90KW井 式电 阻炉回火 装炉量—一炉一根
T10(T10A） 箱式电炉 1.4~1.8 T8(T8A） 同上 同上 H13（4Cr5MoSiV1) 同上 1.5~1.8 真空炉 1.5~2.0 3Cr2W8V 箱式电炉 1.3/1.5 3Cr2W8V钢预热分两个阶段
注：确定加热保温时间，应视装炉量和升稳速度等 因素。
5.模具热处理举例 平面模热处理举例： 300x60mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉
油 冷
挤压轴淬火、回火曲线
时间（小时，分）
b)挤压筒内套热处理举例： 215x
100x400mm 材料：H13，技术要求：HRC46-48 采用设备：110KW井式电阻炉淬火、90KW井 式电 阻炉回火 装炉量—一炉一根
油 冷
挤压筒淬火、回火曲线
时间（小时，分）
精品课件！
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C)模套热处理举例： 328x 241x149mm 材料：5CrNiMo，技术要求：HRC44-48 采用设备：箱式电阻炉
挤压筒内套（筒件） 由于此类件较长，计算时要根据其长度和内孔 “内 ”的大小，适当增加保温时间，一般内孔较 小，而筒身又较长，通常按其厚度计算后再增加 1/3~1/2的系数，加热保温时间按公式： t=(1+1/3~1/2)f.h ， 式中，f –加热系数； h—厚度 挤压轴类：按前端工作部分的直径计算（加图）
T8(T8A)
T10(T10A)
800 1
180 1
200 1
780 1
HRC60 HRC60
• 不同钢种、不同炉型的加热时间表
• • 钢种
• • • • • •
按分/mm（加热保温时间） 炉型 预热 淬火加热 回火加热
0.7~0.9 同上 0.4~0.8 0.8~1.2 0.4~0.6 2~2.5 同上 2~2.5分/次 2~2.5分/次 1.5~2 分/次
油 冷
淬火、回火曲线
时间（小时，分）
• 如选用真空炉淬火，箱式电阻炉回火，其工艺 曲线
真 空 油 冷
00 ：
乇 乇
淬火、回火曲线
空 冷
时间（小时，分）
空 冷
分流模热处理举例： 上模240x104mm，芯头高24mm，有效高度 80mm 材料：H13，技术要求：HRC48-51 采用设备：预热炉-30KW箱式电阻炉 淬火加热炉-70KW箱式电阻炉 回火炉-45KW箱式电阻炉