模具材料概论
第一章模具材料与热处理概述
(5)模具选材应结合国家资源，选用我国富有元素的钢号; (6)需用可持续发展的观点选用材料，尽可能选用新钢号
，使科研成果转化为生产力，并把模具质量提高—个 台阶; (7)正确看待国产模具材料的发展。
• ②脆性断裂的特征
• 脆性断裂时承受的工作应力较低，通常不超过材料的 屈服强度，甚至不超过常规的许用应力，所以又称为低应 力脆断。这种宏观裂纹可以在生产工艺过程中产生，还可 能由于疲劳或应力腐蚀而产生。脆性断裂见下图。
• (a)脆性断裂实物
(b)断口电镜照片
• ③其他断裂失效形式 • 其他断裂形式主要是疲劳断裂和蠕变断裂。疲 劳断裂见图10-3。
影响模具失效的因素
• 模具钢的冶金质量对模具的失效形式也有很大影响。钢中 的非金属夹杂物自身强度和塑性很低，容易形成裂纹源， 引起模具早期断裂失效。钢中碳化物的数量过多，形状： 尺寸分布不理想，严重降低钢的冲击韧度及断裂杭力，引 起模具的崩块．折断：劈裂等，中心疏松及白点，降低钢 的抗压强度，易发生模具工作面凹陷及淬火开裂，下图为 因热裂而失效的凸模。
塑料模具中的热固性塑料压模受力较大，而且温度为 200—250度左右，模具在较强的磨损及浸蚀条件下工 作，而热塑性塑料注射模其受力、受磨损都不太严重 ，但部分塑料品种含有氯及氟，当压制时易放出腐蚀 性气体，模具型腔经受气体腐蚀作用。
• 二、模具的失效形式
•零件的失效形式比较复杂，根据零件破坏的特点、所受载
(3)断裂形式的特征 • ①韧性断裂的特征
• ●宏观特征:宏观变形方式为缩颈，典型断口为杯锥状断口，底部 成纤维状剪切断口，其平面和拉伸轴大致呈45角。 • ●微观特征:蛇形滑移和延伸，间距不等、短而且平行、不连续的 条纹韧窝，大小相当于显微空洞裂纹的一半。韧性断裂见下图。
第一章 模具材料概论
第一章模具材料概论1按照模具的工作条件可将模具分为三大类：冷作模具，热作模具，成型模具。
2在模具中常遇到的磨损形式有：磨料磨损，粘着磨损，氧化磨损和疲劳磨损等。
3 在磨料磨损的条件下，影响耐磨性的主要因素有：硬度和组织。
4 钢的基体组织中，铁素体耐磨性最差，马氏体耐磨性较好，下贝氏体耐磨性最好。
对于淬火回火钢，一般认为在含有少量残余奥氏体的回火马氏体的基体上均匀分布着细小碳化物的组织，其耐磨性为最好。
5 对于粘着磨损的情况，影响材料耐磨性的因素也比较复杂。
一般脆性材料和高熔点材料的抗粘着能力较高。
减少材料的磨檫系数可以提高耐粘着磨檫性。
6 热作模具、部分成型模具或冷作模具等，由于工作温度较高，通常需要考虑模具材料的耐热性。
高温材料的热稳定性常以600~700°C时的屈服强度表示，它与钢的抗回火能力有关。
7 合金化或进行表面处理是提高模具钢耐腐蚀性的主要方法。
8 模具的失效分偶然失效和工作失效两类。
9 模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和热作疲劳。
第二章冷作模具材料1 目前使用的冷作模具材料有：冷作模具钢、硬质合金、陶瓷材料、铸钢等，使用最多的是冷作模具钢和硬质合金。
2 冷作模具在工作中受到拉深、弯曲、压缩、冲击、疲劳、摩檫等机械力的作用，其正常的失效形式主要是磨损、脆断、变形、咬合等。
3 对于大型模具除了要求有足够的硬度外，还要求心部有良好的强韧性配合，这就需要模具钢具有高的淬透性，淬火时采用较缓的冷却介质，就可以获得较深硬化层。
对于形状复杂的小型模具，也常采用高淬透性的模具钢制造，这是为了使淬火后能获得较均匀的应力状态，以避免开裂或较大的变形。
4 回火稳定性反因了冷作模具受热软化的抗力。
5 低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是碳素工具钢（T7A、T8A、T10A、T12A）和GC R15轴承钢。
6预先处理一般采用等温球化退火，工艺规范为：加热温度750~770°C，等温温度680～700°C。
模具材料概述 教学课件
补充模具失效的基础知识 第一节 模具失效的形式和机理 一、模具失效的种类 1、按经济法观点对失效分类 2、按失效形式及失效机理分类
按经济法观点对失效分类 (1)正常耗损失效
在这种分类 中你得到什 么启示？
▪模具的使用时间已到寿命终止期，属正常失 效，应由模具使用者自己负责。
▪若模具制造者提供的使用说明书没有对使用 寿命等作出明确规定，制造者也要承担一定 责任。
▪这些外力反复作用一定周次后，表面就会产生局 部的塑性变形和加工硬化；
疲劳磨损的形成过程
疲劳磨损
▪在某些组织不均匀处，由于应力集中，形成裂 纹源，并沿着切应力方向或夹杂物走向发展。
▪当裂纹扩展到表面或与纵向裂纹相交时，形成 磨损剥落。
疲劳磨损
疲劳磨损的种类
▪ 模具疲劳磨损的外载有机械载荷和热载荷。因 此疲劳磨损可分为：
图1-2 模具钢分类
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1.2 模具材料的主要性能要求
一、模具材料的使用性能要求
(一)硬度和 热硬性
(二)耐磨性
(六)耐蚀性
(三)强度 和韧性
(五)耐热性
(四)抗疲 劳性
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1.2 模具材料的主要性能要求
二、模具材料的工艺性能要求
(一)可加工性 (二)可锻性 (三)淬硬性和淬透性 (四)热处理变形性 (五)脱碳敏感性
▪ 疲劳磨损没有一个明显的疲劳极限，寿命波动 很大。
疲劳磨损的特点
疲劳磨损
▪ 疲劳磨损除受循环应力作用外，还要经受复杂的 摩擦过程，可能会引起表面层一系列物理化学变 化以及各种力学性能与物理性能变化等，所以工 作环境比整体疲劳更复杂更恶劣。
影响疲劳磨损的因 素
▪ 1）材料的冶金质量 ▪ 2）材料的硬度 ▪ 3）表面粗糙度
模具导论第三章
1 塑料概论 2 塑料成型工艺 3 塑料模 4 塑料模具成型设备 5 塑料模具材料选用 6 典型注塑模实例
塑料概念
3.1 塑料概论
1. 认识塑料
塑料是以高分子合成树脂为基 本原料, 加入一定量的添加剂而组 成, 在一定的温度压力下可塑制成 具有一定结构形状, 并能在常温下 保持其形状不变的材料。 树脂由
料的工艺性能和使用性能, 但也使树脂的某些性能降低,如硬度、 抗拉强度等。 因此, 要根据塑件的使用要求适量加入增塑剂。
3.1 塑料概论
1. 认识塑料
④ 稳定剂。 凡是能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。 在
塑料中加入稳定剂可以制止或抑制树脂在加工或使用过程中产 生降解。 降解会使聚合物性能大幅下降, 无法加工甚至完全失 去使用价值。
(3) 特种塑料。 具有某些特殊性能的塑料。 例如用于导电、 压电、 热电、 导磁、 感光、防辐射、 光导纤维、 液晶、 高分子分离膜以及特有减摩耐磨 用途等塑料。特种塑料又称为功能塑料。 特种塑料的主要成分是树脂, 有些 是专门合成的特种树脂,但也有一些是采用上述通用塑料或工程塑料用树脂 经过特殊处理或改性后获得的。
异性能, 使它具有广泛用途。 通用塑料主 要包括6大品种: 聚乙烯、 聚丙烯、 聚氯乙烯、 聚苯乙烯、 酚醛 塑料和氨基塑料, 它们的总产量占塑料总产量的一半以上。
3.1 塑料概论
2. 塑料分类
2 . 按塑料的性能及用途分类
(2) 工程塑料。 在工程技术中常作为结构材料来使用, 它们的力学性能、 耐 摩擦性、 耐腐蚀性、 尺寸稳定性等均较高, 具有某些金属特性, 越来越多地 代替金属来作某些机械零件。 目前用得较多的工程塑料有聚碳酸脂、 聚甲 醛、 AB S、 聚苯醚、 氯化聚醚等。
公共基础知识模具材料基础知识概述
《模具材料基础知识综合性概述》一、引言模具作为现代工业生产中重要的工艺装备，在制造业中发挥着关键作用。
而模具材料则是决定模具性能、寿命和成本的关键因素。
了解模具材料的基础知识，对于正确选择和使用模具材料，提高模具质量和生产效率，降低生产成本具有重要意义。
本文将对模具材料的基本概念、发展历程、核心理论、重要实践以及未来趋势进行全面的阐述与分析。
二、模具材料的基本概念1. 定义模具材料是指用于制造模具的各种材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
模具材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性、良好的韧性、热稳定性和耐腐蚀性等性能，以满足不同模具在不同工作条件下的要求。
2. 分类（1）金属材料- 钢：包括碳素钢、合金钢、工具钢等。
钢具有强度高、硬度高、耐磨性好等优点，是目前应用最广泛的模具材料之一。
- 铸铁：如灰铸铁、球墨铸铁等。
铸铁具有良好的铸造性能和减震性能，适用于制造大型模具。
- 有色金属：如铜合金、铝合金等。
有色金属具有良好的导热性和耐腐蚀性，适用于制造一些特殊要求的模具。
（2）非金属材料- 塑料：如聚碳酸酯、聚丙烯等。
塑料模具具有重量轻、成本低、制造周期短等优点，适用于制造一些小型、复杂的模具。
- 陶瓷：如氧化铝、氮化硅等。
陶瓷模具具有硬度高、耐磨性好、耐高温等优点，适用于制造一些高精度、高硬度的模具。
（3）复合材料- 纤维增强复合材料：如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等。
复合材料具有高强度、高刚度、轻量化等优点，适用于制造一些高性能的模具。
三、模具材料的发展历程1. 早期阶段在早期的工业生产中，模具主要采用木材、石材等天然材料制造。
随着工业的发展，金属材料逐渐成为模具的主要材料。
19 世纪中叶，随着炼钢技术的发展，碳素钢开始被广泛应用于模具制造。
2. 快速发展阶段20 世纪以来，随着汽车、电器、电子等行业的快速发展，对模具的要求越来越高，模具材料也得到了快速发展。
合金钢、工具钢等高性能钢种的出现，大大提高了模具的强度、硬度和耐磨性。
模具培训材料资料文档
模具培训材料资料文档一、模具的定义与分类模具，在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
它是一种用来成型物品的工具，通过将各种原材料注入或压入模具的型腔，使其在一定的温度、压力和时间条件下，固化或成型为具有特定形状和尺寸的制品。
模具的分类方式多种多样。
按照成型材料的不同，可分为金属模具和非金属模具。
金属模具常见的有冲压模具、压铸模具等，主要用于加工金属制品；非金属模具则包括塑料模具、橡胶模具、玻璃模具等，适用于非金属材料的成型。
从模具的结构形式来看，又可以分为单工序模具和多工序模具。
单工序模具结构简单，一次冲压或成型只能完成一道工序；而多工序模具则较为复杂，能够在一次冲压或成型过程中完成多道工序，提高生产效率。
二、模具的设计流程模具设计是一个复杂而严谨的过程，需要综合考虑多个因素，以确保模具的质量和性能满足生产要求。
首先，要进行产品分析。
了解产品的形状、尺寸、精度要求、材料特性等，这是模具设计的基础。
然后，确定模具的结构方案。
根据产品的特点和生产批量，选择合适的模具类型，如单型腔模具或多型腔模具，以及模具的开合模方式、脱模机构等。
接下来是模具的详细设计。
包括型腔和型芯的尺寸计算、模具零件的结构设计、模具材料的选择等。
在这个过程中，需要运用力学、材料学等多学科知识，确保模具具有足够的强度、刚度和耐磨性。
完成设计后，还需要进行模具的模拟分析。
通过计算机辅助工程（CAE）软件，对模具的填充、冷却、变形等过程进行模拟，预测可能出现的问题，并对设计进行优化。
三、模具制造工艺模具制造涉及到多种工艺方法，每种工艺都有其特点和适用范围。
1、切削加工包括车削、铣削、钻削等，用于加工模具的各个零件，达到所需的形状和尺寸精度。
2、电火花加工适用于加工形状复杂、硬度高的模具零件，如型腔、型芯等。
3、线切割加工能够精确地切割出各种形状的模具零件，尤其是对于细小、复杂的轮廓具有很好的加工效果。
4、磨削加工用于提高模具零件的表面质量和尺寸精度。
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表1-1
模具分类及用途
模具类别
金属 板材 冲 成形 模 模具
粉 末 金属 冶 体积 金 成形 成 模具 形 模 具
模具小类和品种
适用对象和成形工艺性质
冲裁模（少、无废料冲模、整修模、 光洁冲模、深孔冲模、精冲模等）、 使用金属（黑色金属和非黑色金属） 单工序模（冲孔模、落料模、弯曲模、板材，通过冲裁模和精冲模，或根据 拉深模、成形模等）、复合冲模、级 零件不同的生产批量、冲件精度，采 进冲模、汽车覆盖件冲模、硅钢片冲 用单工序模、复合模或级进模等相应 模、硬质合金冲模、微型冲件用精密 的工艺方法，成形加工为合格的冲件 冲模
准（含标准零、部件标准等）、模具工艺 质量标准（含技术条件标准等）、模具基 础标准（含名词术语标准等）和相关标准。
标准体系表是计划与规范性的文件。
模具体系表主要是计划或规划制订的 标准项目及项目系列；是制订模具标准项 目年度计划的依据。
• 模具体系表分4层。第1层：模具； 第2层：模具类别（10大类）、模具名称； 第3层：每类模具须制订的标准类别，包 括：基础标准、产品标准、工艺与质量 标准、相关标准共4类标准的名称；第4 层：在每类模具及其标准类别下，列出 具体须制订的模具标准项目系列及其名 称。
适用对象和成形工艺性质
使用热固性和热塑性的塑料，通过注射、压 缩、挤塑、挤出、发泡、吹塑和吸塑等成形 加工为合格塑件，该塑件也具有板材和体积 成形两种成形工艺
非金 属材 料制 品成 形模 具
玻璃 制品 成形 模具
注压成形模、吹—吹法成形瓶罐模、压—吹 法成形瓶罐模、玻璃器皿模具等
橡胶 制品 成形 模具
压力采用非黑色金属、黑色金属的板材
金属 锻 速锤机用锻模、开（闭）式锻模、 或棒材、丝材，经锻、墩、挤、拉
模具材料基础知识(ppt 35页)
冷作模具材料
冷作模具钢是应用最广的冷作模具材料。按化学成分、
工艺性能和承载能力可将冷作模具钢分类为如下表所示。
类形
钢
号
低淬透性冷作模具钢
T7A、T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、W、GCr15、V、 CrW5
低变形冷作模具钢
9Mn2V、CrWMn、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo
• “模具是工业之母”， 模具性能好坏，寿命高低， 直接影响产品的质量和经 济效益。
模具材料的应用状况及发展趋势
（1）在冷作模具钢方面：开发了一批高性能的新钢种，如 7CrSiMnMoV(CH-1)、Cr12Mo1V1(D2)钢等。
（2）在热作模具钢方面：研制新钢种，如4CrMnSiMoV、 5Cr2NiMoVSi(5Cr2)；热锻、热挤、精锻、辊锻用的 4Cr3Mo3W4VNb（GR）等；冷热兼用的5Cr4Mo3SiMnVAl （012Al）等。这些钢具有高的热稳定性、高温强度、热 疲劳性及耐磨性。
由于碳含量高。淬火后仍有较多的过剩碳化物，所以硬度和耐磨
性高，但韧性低，且淬火变形大。
常温下轴承钢的抗拉强度比含C0.3％碳钢高得多(约一倍)，且硬 度高，冷加工时变形比较困难，因而在冷变形前要进行球化退火， 以提高塑性及降低硬度，到1000℃以上两者相差就很少了。
量具刃具用钢，此钢在T8钢的基础上提高了淬透性、韧性和耐磨 性
牌号
Cr2 9Cr2 Cr06 W V CrW5
性能
具有较好的淬透性和良好的耐磨性。 具有较好的淬透性和良好的耐磨性。
含少量铬的低合金工具钢。淬火后的硬度和耐磨性都很高，淬透性不好，较脆。 钨的主要用途是制造特种钢。钨合金材料非常坚硬和耐磨、耐热，纯钨的最重要 用途是做电灯泡中的灯丝，而钨丝的金属支架是纯钼
《模具概论》教学体会与思考
《模具概论》教学体会与思考成鹏飞（佛山市顺德区容桂职业技术学校，广东佛山528300）中等职业技术学校培养的学生将成为生产一线既有一定理论基础，又有较强实践能力的应用型人才。
这就要求在教学过程中要特别注重理论与实践综合能力的培养。
《模具概论》是模具专业重要的专业必修课。
该课程知识涵盖模具设计、模具制造、模具使用及维护等，主要内容包括模具基础知识、冲裁模、弯曲模、拉深模及常见注射模具的基本结构及功能、模具的成型设备及工艺、模具制造及模具设计的一般原则和模具生产过程管理等。
该课程理论性较强、内容枯燥且不易理解，因此，教师如何运用科学有效的教学策略引导学生掌握这门课程显得尤为重要。
笔者在近几年的教学实践中总结了几点体会。
一、分层次教学，帮助学生树立自信心中职学生多数是初级中学学习成绩相对较差的学生，缺乏学习积极性和自信心。
因此，要因材施教，实行分层次教学，帮助学生树立自信心。
比如在课堂教学中，提问以及布置课后作业等环节要兼顾不同层次的学生，根据不同的学生，提出一些难易不同的问题，让他们基本都能回答出来，从而使其体验成功的滋味。
另外，要多采用激励性评价，学生稍有进步的表现，就要及时给予恰当的表扬，这对帮助学生树立自信心很有帮助。
二、创设教学情境，激发学习兴趣兴趣是最好的老师。
因此，培养学生的学习兴趣非常重要。
条件允许的话，课外可以带学生去模具企业参观。
课上需要教师把枯燥的教学内容灵活地展示给学生，这就要求教师善于从日常生活中或车间中收集教学素材。
比如，在讲解弯曲模的时候，以书桌桌洞的弯曲或者凳子支架的弯曲为例，直观地将弯曲现象展示给学生，并且以它们为教具，讲解什么是弯曲半径，什么是中性层等概念；在讲解冲裁件断面特征的时候，可以去模具厂找一些废弃的边角料发给学生，让学生自己观察、总结，这些措施都可以激发学生的学习兴趣。
三、加强互动式教学，营造良好学习氛围发挥教师的主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，让学生参与到课堂教学活动中，积极思考问题，以问题驱动法为牵引，通过教师设问、学生思考、教师引导、学生讨论、教师归纳的方式，调动学生的积极性。
模具概论知识点总结
模具概论知识点总结一、模具的定义和分类1. 模具的定义模具是一种用于成型制品的工件或零部件的工装。
它是一种专用的工具，用于在机床上进行金属切削，以便将原材料加工成一定形状和尺寸的零部件。
模具通常包括上模和下模两部分，通过模具的设计和制造可以批量生产出相同的零部件，确保产品质量和生产效率。
2. 模具的分类根据其功能和用途，模具可以分为数种不同的类型，主要包括注塑模具、压铸模具、冲压模具、塑料模具、橡胶模具等。
注塑模具是用于生产注塑制品的工具，其主要特点是可以在一定的压力和温度下将原料注入模具中进行成型。
压铸模具是制造压铸产品的工具，主要适用于铝合金、镁合金、锌合金等金属材料的生产。
冲压模具主要用于冲压成型，可以将金属板材通过压力成型成各种不同形状的零部件。
塑料模具主要用于塑料制品的生产，可以制造各种不同形状和尺寸的塑料制品。
橡胶模具用于橡胶制品的生产，可以制造橡胶密封件、橡胶管件等产品。
二、模具的设计与制造1. 模具设计模具设计是模具制造的重要环节，其主要目的是确定模具的结构和尺寸，以满足成品的要求。
模具设计包括模具结构设计、零部件设计、材料选择、热处理等多个方面。
在模具设计中，需要考虑产品的尺寸、形状、材料、成型工艺等因素，以确保模具的质量和生产效率。
2. 模具制造模具制造是将设计好的模具图纸转化为实际的模具零件和组合，其主要包括车、磨、铣、刨、磨、钻等工艺。
模具制造需要选用合适的材料和工艺，以确保模具的质量和稳定性。
模具制造中还需要进行严格的尺寸检查和质量控制，以确保模具的精度和可靠性。
三、模具的应用与发展1. 模具的应用模具在现代工业生产中有着广泛的应用，几乎所有的制造行业都需要用到模具，例如汽车、电子、家电、航空航天等领域。
模具的应用可以大大提高产品的生产效率和质量，减少人工成本，提高自动化程度。
因此，模具在工业生产中扮演着重要的角色。
2. 模具的发展随着科技的不断进步和工业生产的发展，模具制造技术也在不断发展和改进。
第一章模具材料概论报告备课讲稿
第一章 模具材料概论
二、模具钢品种规格的发展 三、模具钢内在质量的提高 (1)提高模具钢的纯净度 降低钢中有害杂质和气体的含量，提高钢的 纯净度，是当前各模具钢生产厂的主要努力方向之一。 (2)提高钢的等向性 模具大部分是多向受力的，因此，提高模具钢的 等向性，改善钢的横向韧性和塑性，使其与纵向性能接近，就可以大 幅度提高模具的使用寿命。
第一章 模具材料概论
(2)淬硬性和淬透性 淬硬性主要取决于钢的碳含量，淬透性主要取决 于钢的化学成分和淬火前钢的原始组织。 (3)淬火温度和热处理变形 为了便于生产，要求模具钢的淬火温度范 围尽可能宽些，特别是当模具采用火焰加热局部淬火时，要求模具钢 有更宽的淬火温度范围。 (4)脱碳敏感性 模具钢在锻造、退火或淬火时，若在无保护气氛下加 热，其表面层会产生脱碳等缺陷，而使模具的使用寿命下降。 第五节 模具材料的生产现状和发展趋势 一、模具钢种的发展 1)钢种系列有待进一步完善，如用量很大的塑料模具钢，在GB/T 129 9—2000中只纳入了3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo两个钢号，这显然不能满 足各种不同塑料模具的要求。
第一章模具材料概论报告
第一章 模具材料概论
(2)非铁金属材料 用于制造模具的非铁金属材料主要有铜基合金、低 熔点合金、高熔点合金、难熔合金、硬质合金、钢结硬质合金等。 (3)非金属材料 用于制造模具的非金属材料主要有陶瓷、橡胶、塑料 等。 第二节 模具的失效形式及影响因素 一、模具的失效形式 (1)断裂失效 根据模具断裂前变形量的大小和断口形状的不同，断裂 可分为脆性断裂和韧性断裂两种。 (2)磨损失效 模具在工作过程中的相对运动不可避免地会引起磨损， 因此，耐磨性是模具钢的基本性能之一。
第一章 模具材料概论
(2)耐磨性 决定模具使用寿命的重要因素往往是模具材料的耐磨性， 模具在服役中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩 擦下仍保持其精度不变。 (3)强度和韧性 模具在服役中承受拉压、冲击、振动、扭转和弯曲等 应力，重负荷的模具往往由于强度不够、韧性不足，造成模具局部塌 陷、崩刃和断裂而发生早期失效。 (4)耐疲劳性 模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力，热作 模具在服役过程中，热交变应力更明显地导致模具热裂。 二、模具材料的工艺性能 (1)可加工性 钢材的可加工性主要包括切削、磨削、抛光、冷拔等加 工性和可锻性等。
第二章模具材料概述
（三）冶炼时脱氧方法
沸腾钢(F)，半镇静钢(b)，镇静钢(Z)，特殊镇静钢(TZ)
Q195-A、F 屈服点强度不小于195MPa的A级沸腾钢
（四）应用
Q195——轧制薄板：铁桶、开关箱、防护罩等容器； 盘条：捆绑钢丝网，铆钉等
Q215——焊接钢管、地脚螺钉、螺栓、木螺钉等小五金零件
Q235——型钢 ：工字钢、槽钢、角钢等； 钢板、钢筋及车辆、锅炉上性能要 求不太高的机械零件
随着工业产品的多样化和中小批量生产的增加， 一些低成本、易加工、制造周期短以及具有特殊性 能的有色金属材料模具也逐渐增多，使用较多的是 铜、铝、锌合金。
铜合金模具的抗粘着性和导热性好，常用作不 锈钢和表面处理钢板的拉伸模和弯曲模具，近年来 也用于注射模。常用作模具的是铍青铜，由于铍是 公害元素，最近国外又开发出了含Ni-Si的Corson 铜合金，这种析出硬化型合金的特点是高强度和高 热导性。
40 Cr
铬，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量 平均碳含量为0.40%，用万分之四十的数字表示
38 CrMoAl A
表示高级优质钢
铬钼铝，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量
平均碳含量为0.38%，用万分之38数字表示
37 CrNi3
镍，平均含量3% 铬，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量 平均碳含量为0.37%，用万分之37数字表示
冷作模具钢：高硬度（HRC58~62） 、高耐磨性、足够的韧性和 疲劳抗力、热处理变形小。Cr12
热作模具钢：较高硬度、高的热硬性、高温耐磨性、抗氧化性、 高的热强性和足够的韧性、热疲劳抗力、高的淬透性和导热性。 5CrMnMo、5CrNiMo 3硬）能及钢度合够腐1和C金抵蚀耐r1量御性3磨、具空介性1钢气质C以r—、腐1及7—蒸蚀高测汽的的量、尺工寸具稳：高 的 和定卡1温 化 热性C尺下 学 强r。1、9具 稳 性CN千r有 定 的Mi9分高 性 钢n、尺C、rW螺M旋n测、微很GC仪高Zr和G1等的5M韧。耐n性1高磨3的性
第一章 模具材料概论讲解
磨料磨损主要取决于硬度和金相组织。
粘着磨损：在成型的过程中，工件与模具表
面之间会产生相对运动，由于模具表面凹凸 不平，粘着的结点将发生剪切破坏，模具材 料将转移到工件上或者脱落，这种现象我们 称之为粘着磨损。 机理：1）微小的凸起开始接触，继而在接触 的峰顶部为产生弹性—塑性变形。2）变形持 续进行，接触点粘着形成粘结点；3）相对运 动继续进行，在粘结点附近产生裂纹；4）变 形增大，在粘结点的裂纹处剪断，并附着在 工件上。
三、耐磨性 （Wear Resistance）
反映了材料表面抵抗磨损的能力 1、磨损是由于模具与被加工材料之间的相对运 动而产生的； 2、磨损的主要形式有：磨料磨损、粘着磨损、 氧化磨损和疲劳磨损。
当冲击负荷比较小时：
耐磨性能与硬度成正比，即硬度越高，材料 的耐磨性能越好； 当冲击负荷比较大时： 在一定范围内耐磨性能与硬度成正比，硬度 超过一定值之后材料的耐磨性能反而会随着 硬度的上升而下降，即除了硬度之外，耐磨 性能还会受到强度和韧性的影响，
耐磨性能下列因素有关：
铁素体耐磨性能最差 马氏体耐磨性能稍好 下贝氏体耐磨性能最好
金相结构
还与材料中C化物的性质、数量和分布状态有 很密切的关系。
磨料磨损：工件与模具接触表面之间的外来
硬质颗粒刮擦模具表面，从而造成模具表面 材料脱落的现象叫做磨料磨损。
机理：1）当磨料与模具表面接触时，由于工 件与模具之间存在相对运动，因此作用在磨 料上的力可以分为与模具表面垂直和平行两 个方向上的力。2）垂直方向上的力将磨料压 入模具表面，而平行方向的力使磨料与模具 表面发生相对运动，这种相对运动将在模具 的表面上留下划痕，见图。
模具工程材料
模具工程材料模具工程材料是指用于制造模具的材料，模具是工业生产中用于制造各种零部件的工具，也是工业生产中不可或缺的组成部分。
与其他工程材料不同，模具材料要求有很高的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，以保证模具在生产过程中能够承受高强度的压力和磨损，同时确保模具长时间稳定运行，提高生产效率和产品质量。
目前，常见的模具工程材料主要包括金属材料、非金属材料和复合材料三类。
金属材料金属材料是最常见和广泛使用的模具材料之一，主要包括钢，铸铁，铜合金等，以及一些较为特殊的钨、钼、钛等金属。
钢材是具有良好强度和耐磨性的金属材料，可分为普通碳素钢、合金钢和工具钢。
不同的钢材有着不同的特性和适应范围，选择合适的钢材可以使模具拥有更高的品质和使用寿命。
而铸铁作为模具材料也十分重要，可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
铸铁在模具制造中的应用则取决于模具的具体结构和使用情况。
即使是同一种铸铁，在不同的处理方式下其性能也有很大的差别。
铜合金材料在模具的使用中广泛应用，有着良好的热传导性、耐磨性和耐蚀性。
而钨、钼、钛等金属材料则主要用作制造高要求模具，具有耐高温、耐腐蚀等特性。
非金属材料非金属材料的强度和硬度均不及金属材料，但其具有其他优点，主要包括塑性材料、硬质合金、氧化铝陶瓷、硅酸盐陶瓷等。
这些材料具有较高的耐磨性和硬度，与较高的耐高温性和抗侵蚀性。
在模具制造中应用较多的是高分子塑料和硬质合金，其特点具有优秀的耐磨性和抗腐蚀性，而氧化铝和硅酸盐陶瓷则可以作为耐高温材料。
复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成的一种新型材料，其结构和性能优于单一材料。
常见的复合材料包括玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料以及陶瓷增强复合材料等。
玻璃纤维增强塑料具有轻质、强度高的优点，在锻造、压铸、模压、注塑等过程中广泛应用。
碳纤维增强塑料具有较高的硬度、强度和耐高温性，是高精度、长寿命模具制造的理想材料。
陶瓷增强复合材料具有优秀的耐磨性和耐高温性，特别适用于铸造、模锻、注塑等工艺过程。
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1.1 模具材料的分类
模具材料及热处理
常用冷作模具材料
钢种一般指其成分与高速钢淬火组牌织 号举例
碳素中工基具体钢化学成分相同的钢 T7、T8、T10
油淬冷作模具钢 空淬冷作模具钢 高碳高铬冷作模具钢 基体钢和低碳高速钢 硬质合金
一度种、多机相械结化Cr合强W材度M料都n,9，较M耐高n2磨。V性不,9S、能iC硬 进r,Cr2 行切削加工Cr。5Mo1V、Cr6WV、8Cr2MnWMoVS、
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
4Cr5MoSiV1，具有良好的 冷热疲劳性，在使用温度不
超过600℃时代替H21
3Cr2W8V，广泛用于制造黑 色和有色金属热挤压模及Cu、 Al合金的压铸模，但热稳定性
差
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
三、塑料模具材料
由于塑料模具的工作条件(加工对象)、制造 方法、精度及对耐久性要求的多样性，所以塑 料模具用钢的成分范围很大，各种优质钢都有 可用之处，且形成了范围很广的塑料模具用材 料系列。
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模具材料及热处理
模具在现代工业中的作用
建国以来，我国在模具材料方面有了很大的发 展，初步建立起了具有我国特色的模具材料体系、 包括冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等系 列材料，并在模具制造业广泛使用。同时，针对 不同的工作条件与环境因素，开发了多种先进的 模具材料。
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
模具材料及热处理
参考教材： 1.模具材料.高为国.机械工业出版社.2006.1 2.模具材料与使用寿命.模具实用技术丛书编 委会.机械工业出版社.2004.9
主讲人：饶晓晓 email:raoxiaoxiao00@ tel:13636184234
1
课程内容提纲
模具材料及热处理
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章
在对模具综合力学性能要求更高的场合，常用的替代 钢种是W6Mo5Cr4V2高速钢和基体钢。
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
二、热作模具材料 由于温度和冷却条件(有无冷却、如何冷却)这两个因
素，热作模具的工作条件远比冷作模具复杂，因而热 作模具用材的系列化，除少数外不如冷作模具用材系 列完整。 热作模具用材的选择，在力学性能方面要兼顾热强性 (热耐磨性)和抗裂纹性能。但由于加工对象(热金属)本 身强度不高，故对热作模具材料的屈服强度要求并不 高，而加工过程中采用的冲击加工方式及不可避免的 局部急热急冷特性，对韧性提出了较高要求。
8 钢结硬质合金
GT35、TLMW50
模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
冷作模具钢以高碳合金钢为主，均属热处理强化型钢， 使用硬度高于58HRC。
9CrWMn为典型代表的低合金冷作模具钢，仅用于小 批量生产中的简易型模具和承受冲击力较小的试制模 具；
Crl2型高碳合金钢是大多数模具的选用材料，这类钢 的强度和耐磨性较高，韧性较低；
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
为避免大、中型精密塑料模具热处理后的变形， 保证模具的精度和使用性能而开发的模具材料。 在钢厂经过充分锻打后制成模块预先调质要求的 硬度（30~35HRC）后供使用单位制造模具，切 削加工成形后不再进行热处理直接使用
为避免形状复杂、精密、要长寿 命的塑料模具在热处理过程中变 形，这类钢在固溶处理后进行切 削加工，现进行低温时效硬化处 理获得要求的力学性能，时效处 理后不再进行切削加工即可得到 精度很高的模具成品
模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，直接影响加工 产品的质量和生产的效益。而模具材料的种类、热处理工 艺、表面处理技术是影响模具使用寿命的极其重要的因素。 因此世界各国均致力于开发新型模具材料、改进模具的热 处理工艺、选用适当的表面处理技术、合理设计模具结构、 加强对模具的维护等措施来提高模具的寿命
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
四、其他模具材料
在三大类模具材料之外，还有铸造模具钢、有 色合金模具材料、玻璃模具材料等，陶瓷模具、 建材成型模具。另外我国还开发研制了特种新 型模具用材。
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
(一)铸造模具钢
通过精密铸造工艺直接得到形状复杂的模具铸 件，与传统的模具生产工艺比较可以节省加工 工时，降低金属消耗，缩短模具制造周期，降 低模具制造费用。
序言 冷作模具材料及热处理 热作模具材料及热处理 塑料模具材料及热处理 其它模具材料及热处理 模具表面处理技术
2
第1章 序言
模具材料及热处理
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
模具材料的分类 模具的失效分析 典型模具的服役条件及失效形式 模具的使用寿命及影响因素 模具材料的性能、选用与发展
3
模具材料及热处理
模具产品质量，降低生产 成本，提高生产效率和零件材料的利用率，国内外的生产 厂家都在采用各种先进的无切削或少切削加工工艺，如精 密冲裁、精密锻造、压力铸造、冷挤压等成形技术来代替 传统的切削加工工艺。而模具成形技术是首选的工艺手段 之一，在飞机、汽车、机电产品、家用电器、塑料制品、 等行业应用广泛。
根据服役条件 ，模具材料分为 冷作模具材料 热作模具材料 塑料模具材料 其他模具材料
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模具材料及热处理
1.1 模具材料的分类
一、冷作模具材料 冷作模具材料应用量大．使用面广，其主要性能
要求有强度、硬度、韧性和耐磨性。近年来碳素 工具钢的使用愈来愈少，而高合合钢模具所占的 比例为最高。 国外通用型冷作模具钢的代表钢种有低合金模具 钢和高O1碳（高9C铬rW模M具n钢)、D中3（合C金r1模2)具、钢D2A(C2（r1C2Mr5oM1oV11V) ) 等
Cr4W2MoV
以高C熔r1点2碳Mo化V物、WCrC1、2、TiCCr为12硬M质oV相1，以碳素工 具钢、合金工具钢或不锈钢为粘结相通过粉末 冶金6真W空6M烧o结5C轧r4制V而, 6成C。r4W既3具M有o2合V金Nb钢、的可锻 造、7切W削7C加r4工M、oV焊接及热处理性能，又具有硬 质合Y金G的6、高Y硬G度8N、、高Y耐G8磨C性、的YG特1点5、YG25