第五章模具材料-热作模具
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•第三节 热作模具钢
• 1、锤锻模 • （2）失效形式 • 锤锻模的主要失效形式氧化、磨损、断裂 、产生热疲劳裂纹，形成龟裂；塑性变形造成型 面塌陷。 • （3）性能要求 ➢较高强度和良好的韧性； ➢良好的耐磨性和耐冷热疲劳性； ➢具有高的淬透性。 ➢良好的导热性和抗氧化性。
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•第三节 热作模具钢 • 2、热挤压模 • （1）工作条件 • 热挤压模凸模主要承受压缩力和弯曲应力 ，脱模时还承受一定的拉应力，但冲击力不大； 凹模承受胀型力。模具与炽热金属接触时间比锤 锻模长，使其受热温度比锤锻模温度更高，尤其 是挤压钢件和难熔金属时，工作温度高达600800℃。挤压过程中模具表面与坯料之间的摩擦较 大。
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•第三节 热作模具钢 • 三、各类热作模具的工作条件和性能要求 • • 分锤锻模、高速锤锻模、压力机锻模、热挤压 模、热冲切模和压铸模介绍。
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•第三节 热作模具钢
• 1、锤锻模 • 高温下通过冲击加压、强迫金属成形的工具。 • （1）工作条件 ➢ 承受很大的压应力和冲击载荷，且冲击频率很高 ； ➢ 模具型腔表面受到炽热金属的不断加热，可使模 具升温到300-400℃，局部温度达到500-600 ℃ 。 ➢ 锻完一个零件毛坯之后，必须用水或油冷却模 具，从而对模具产生急冷急热的作用。 ➢ 坯料对模具型腔还产生强烈的摩擦。
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•第三节 热作模具钢 •五、热作模具钢的分类
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•第三节 热作模具钢
•热作模具钢的分类 •1）按用途分：热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸 模用钢、热冲裁模用钢。 •2）按性能分：高韧性热作模具钢、高热强性热作 模具钢、高耐磨性热作模具钢。 •3）按合金元素分：钨系热作模具钢、铬系热作模 具钢、钨钼系热作模具钢、铬钨钼系热作模具钢。 •4）按耐热性分：低耐热高韧性钢（350-370℃） 、中耐热韧性钢（550-600 ℃ ）、高耐热性钢（ 600-700 ℃ ）。
温度可达1000℃ ），同时承受很高的压力，此外还
受到反复加热和冷却的作用以及金属液流的高速冲
刷。
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•第三节 热作模具钢 • 4、压铸模 • （2）失效形式：疲劳开裂（龟裂）、气蚀、冲 蚀磨损。低温合金的压铸以磨损失效为主。 • （3）性能要求 ➢较高的耐热性和良好的高温来自百度文库学性能； ➢优良的耐冷热疲劳性和高的导热性； ➢良好的抗氧化性和耐蚀性； ➢具有较高的淬透性。
• 二、热作模具的工作条件 • 主要考虑受热情况： • 1）受热时间：锤锻、挤压； • 2）被加工材料：黑色金属、有色金属。 • 3）润滑、冷却
• 热量来源：高温金属的热传递、摩擦生热、变 形热、模具预热。 •
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•第三节 热作模具钢
• 模具温度对组织性能的影响： • 1）模具温度低于回火温度：组织、性能变化不 大； • 2）模具温度高于回火温度，但低于AC1（图512，5-13，5-14）：强度、硬度降低，塑性、韧 性增加。 • 3）模具温度高于AC1：形成马氏体组织，脆性 增加。 • 4）热应力循环，产生疲劳裂纹。
• 根据加工形式，热作模具可分为热冲切模（ 热切边模、热切料模）、热变形模（锤锻模、高 速锤锻模、压力机锻模、热挤压模）和压铸模（ 铝合金压铸模、铜合金压铸模、黑色金属压铸模 等）。 • 根据加工材料，热作模具可分为金属模具（ 黑色金属、有色金属）、非金属模具（玻璃模具 、塑料模具）等。
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•第三节 热作模具钢
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•第三节 热作模具钢
• 热作模具总的性能要求： • 1) 抗热性好（高温强度、热稳定性）； • 2) 抗冷热疲劳性； • 3) 高的强度和良好的韧性； • 4) 淬透性大； • 5) 耐磨性好。 • 其中，不同的模具又有各自突出的性能要求： • 1）锤锻模突出要求高韧性； • 2）高速锤锻模要求高的强韧性； • 3）压力机锻模和热挤压模要求有高的高温强度； • 4）热冲切模要求耐磨性和热硬性高； • 5）压铸模要求高的冷热疲劳抗力和热强性。
第五章模具材料-热作模 具
2020年7月10日星期五
•第三节 热作模具钢 • 热作模具主要用于热变形加工和压力铸造的模 具。其工作特点是在再结晶温度以上使金属材料 产生一定的塑性变形，或者使高温的液态金属铸 造成形，从而获得各种所需形状的零件或精密毛 坯。
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•第三节 热作模具钢
•一、热作模具的分类:
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•第三节 热作模具钢
• 2、热挤压模 • （2）失效形式 • 热挤压模的主要失效形式：凸模弯曲、塑性 变形；模腔过量塑性变形、开裂、冷热疲劳、粘 着磨损及表面氧化腐蚀。 • （3）性能要求 • 对热挤压模的性能要求主要有： ➢ 高的热稳定性； ➢ 良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性； ➢ 较高的高温强度和足够的韧性。
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•第三节 热作模具钢
• 3、热冲切模 • 热冲切模由切边凹模和凸模组成。在切边时凸模 无刃口，只起传力作用，由凹模切除飞边、连皮。 • （1）工作条件 • 由于是切边凹模完成剪切过程，因而凹模刃口与 毛坯相摩擦，同时受到一定的冲击载荷。 • 此外，刃口还受热而升温。 • （2）主要失效形式：刃口磨损、崩刃、卷边等 。 • （3）性能要求
• 1）具有高的耐磨性，高的硬度及热硬性； • 2）为避免崩刃，应具有一定的强韧性。
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•第三节 热作模具钢
• 4、压铸模
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在高压下使液态金属成型的一种模具。
• （1）工作条件
• 压铸模工作时与高温的液态金属接触，不仅
受热时间长，而且受热温度比热锻模高（压铸有色
金属时的温度达400-800℃以上，压铸黑色金属时的
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•第三节 热作模具钢
• 四、热作模具钢的特点： • 1）热作模具大多用合金工具钢制造，少数用高 温合金和硬质合金。一般不用碳素工具钢（淬透 性低、热疲劳抗力差、脆性大、易崩裂）。 • 2）为了保证钢的韧性和热疲劳抗力，碳化物量 不能太多，热作模具钢中的碳含量一般在0.3％-0.6 ％之间，属亚共析钢。 • 3）热作模具钢中的常用合金元素为Cr、W、 Mn、Mo、V、Ni、Si等元素，其中，Cr、Mn、 Si、Mo可提高淬透性；W、Mo、V可增加抗热性 和耐磨性，Cr、 Mn、 Si可获得好的抗氧化性。
•第三节 热作模具钢
• 1、锤锻模 • （2）失效形式 • 锤锻模的主要失效形式氧化、磨损、断裂 、产生热疲劳裂纹，形成龟裂；塑性变形造成型 面塌陷。 • （3）性能要求 ➢较高强度和良好的韧性； ➢良好的耐磨性和耐冷热疲劳性； ➢具有高的淬透性。 ➢良好的导热性和抗氧化性。
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•第三节 热作模具钢 • 2、热挤压模 • （1）工作条件 • 热挤压模凸模主要承受压缩力和弯曲应力 ，脱模时还承受一定的拉应力，但冲击力不大； 凹模承受胀型力。模具与炽热金属接触时间比锤 锻模长，使其受热温度比锤锻模温度更高，尤其 是挤压钢件和难熔金属时，工作温度高达600800℃。挤压过程中模具表面与坯料之间的摩擦较 大。
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•第三节 热作模具钢 • 三、各类热作模具的工作条件和性能要求 • • 分锤锻模、高速锤锻模、压力机锻模、热挤压 模、热冲切模和压铸模介绍。
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•第三节 热作模具钢
• 1、锤锻模 • 高温下通过冲击加压、强迫金属成形的工具。 • （1）工作条件 ➢ 承受很大的压应力和冲击载荷，且冲击频率很高 ； ➢ 模具型腔表面受到炽热金属的不断加热，可使模 具升温到300-400℃，局部温度达到500-600 ℃ 。 ➢ 锻完一个零件毛坯之后，必须用水或油冷却模 具，从而对模具产生急冷急热的作用。 ➢ 坯料对模具型腔还产生强烈的摩擦。
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•第三节 热作模具钢 •五、热作模具钢的分类
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•第三节 热作模具钢
•热作模具钢的分类 •1）按用途分：热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸 模用钢、热冲裁模用钢。 •2）按性能分：高韧性热作模具钢、高热强性热作 模具钢、高耐磨性热作模具钢。 •3）按合金元素分：钨系热作模具钢、铬系热作模 具钢、钨钼系热作模具钢、铬钨钼系热作模具钢。 •4）按耐热性分：低耐热高韧性钢（350-370℃） 、中耐热韧性钢（550-600 ℃ ）、高耐热性钢（ 600-700 ℃ ）。
温度可达1000℃ ），同时承受很高的压力，此外还
受到反复加热和冷却的作用以及金属液流的高速冲
刷。
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•第三节 热作模具钢 • 4、压铸模 • （2）失效形式：疲劳开裂（龟裂）、气蚀、冲 蚀磨损。低温合金的压铸以磨损失效为主。 • （3）性能要求 ➢较高的耐热性和良好的高温来自百度文库学性能； ➢优良的耐冷热疲劳性和高的导热性； ➢良好的抗氧化性和耐蚀性； ➢具有较高的淬透性。
• 二、热作模具的工作条件 • 主要考虑受热情况： • 1）受热时间：锤锻、挤压； • 2）被加工材料：黑色金属、有色金属。 • 3）润滑、冷却
• 热量来源：高温金属的热传递、摩擦生热、变 形热、模具预热。 •
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•第三节 热作模具钢
• 模具温度对组织性能的影响： • 1）模具温度低于回火温度：组织、性能变化不 大； • 2）模具温度高于回火温度，但低于AC1（图512，5-13，5-14）：强度、硬度降低，塑性、韧 性增加。 • 3）模具温度高于AC1：形成马氏体组织，脆性 增加。 • 4）热应力循环，产生疲劳裂纹。
• 根据加工形式，热作模具可分为热冲切模（ 热切边模、热切料模）、热变形模（锤锻模、高 速锤锻模、压力机锻模、热挤压模）和压铸模（ 铝合金压铸模、铜合金压铸模、黑色金属压铸模 等）。 • 根据加工材料，热作模具可分为金属模具（ 黑色金属、有色金属）、非金属模具（玻璃模具 、塑料模具）等。
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•第三节 热作模具钢
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•第三节 热作模具钢
• 热作模具总的性能要求： • 1) 抗热性好（高温强度、热稳定性）； • 2) 抗冷热疲劳性； • 3) 高的强度和良好的韧性； • 4) 淬透性大； • 5) 耐磨性好。 • 其中，不同的模具又有各自突出的性能要求： • 1）锤锻模突出要求高韧性； • 2）高速锤锻模要求高的强韧性； • 3）压力机锻模和热挤压模要求有高的高温强度； • 4）热冲切模要求耐磨性和热硬性高； • 5）压铸模要求高的冷热疲劳抗力和热强性。
第五章模具材料-热作模 具
2020年7月10日星期五
•第三节 热作模具钢 • 热作模具主要用于热变形加工和压力铸造的模 具。其工作特点是在再结晶温度以上使金属材料 产生一定的塑性变形，或者使高温的液态金属铸 造成形，从而获得各种所需形状的零件或精密毛 坯。
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•第三节 热作模具钢
•一、热作模具的分类:
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•第三节 热作模具钢
• 2、热挤压模 • （2）失效形式 • 热挤压模的主要失效形式：凸模弯曲、塑性 变形；模腔过量塑性变形、开裂、冷热疲劳、粘 着磨损及表面氧化腐蚀。 • （3）性能要求 • 对热挤压模的性能要求主要有： ➢ 高的热稳定性； ➢ 良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性； ➢ 较高的高温强度和足够的韧性。
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•第三节 热作模具钢
• 3、热冲切模 • 热冲切模由切边凹模和凸模组成。在切边时凸模 无刃口，只起传力作用，由凹模切除飞边、连皮。 • （1）工作条件 • 由于是切边凹模完成剪切过程，因而凹模刃口与 毛坯相摩擦，同时受到一定的冲击载荷。 • 此外，刃口还受热而升温。 • （2）主要失效形式：刃口磨损、崩刃、卷边等 。 • （3）性能要求
• 1）具有高的耐磨性，高的硬度及热硬性； • 2）为避免崩刃，应具有一定的强韧性。
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•第三节 热作模具钢
• 4、压铸模
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在高压下使液态金属成型的一种模具。
• （1）工作条件
• 压铸模工作时与高温的液态金属接触，不仅
受热时间长，而且受热温度比热锻模高（压铸有色
金属时的温度达400-800℃以上，压铸黑色金属时的
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•第三节 热作模具钢
• 四、热作模具钢的特点： • 1）热作模具大多用合金工具钢制造，少数用高 温合金和硬质合金。一般不用碳素工具钢（淬透 性低、热疲劳抗力差、脆性大、易崩裂）。 • 2）为了保证钢的韧性和热疲劳抗力，碳化物量 不能太多，热作模具钢中的碳含量一般在0.3％-0.6 ％之间，属亚共析钢。 • 3）热作模具钢中的常用合金元素为Cr、W、 Mn、Mo、V、Ni、Si等元素，其中，Cr、Mn、 Si、Mo可提高淬透性；W、Mo、V可增加抗热性 和耐磨性，Cr、 Mn、 Si可获得好的抗氧化性。