模具材料及失效分析：第五章_模具材料-冷作模具
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硬度和耐磨性，足够的抗压、抗弯强度和适当的韧 性。
10
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
主要包括拉深模、胀形模、弯曲模和拔管模。 利用这些模具可使板材或棒材延伸并压制成一定形 状的产品。
11
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
拉深模
12
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
冷镦模是在冲击作用下使金属棒料在模具型腔 内冷变形成形的模具。主要用于紧固件、滚动轴承、 滚子链条、汽车零件的成形。 1．工作条件
冷镦模具工作条件差，受到强烈冲击，室温下， 材料变形抗力大。凸模承受巨大冲击压应力，且冲 击频率很高。凹模的型腔表面和凸模的工作表面还 受到剧烈的冲击性摩擦。
17
第二节 冷作模具钢
冷作模具钢是在常温下使金属材料变形的 模具用钢。
冷作模具的种类很多，包括冲裁模、冷挤 压模、冷镦模、拉伸模等。
7
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模
冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，按其 功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。
8
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模 1.工作条件
冷作模具钢通常以高碳为主，以满足高强度、 高硬度、高耐磨性要求，为了提高淬透性和耐磨 性，适当添加一些碳化物形成元素Cr、 Mo 、 W、 V 等。
23
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的类 型
24
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的分类
冷作模具用钢按化学成分分类，可以分为 高碳工具钢、低合金工具钢、高碳高铬和高碳中 铬钢及高速钢。
冲裁模的工作部位是刃口。冲裁时，刃口部受 到弯曲和剪切力的作用，还要受到冲击。同时，板 料与刃口部位产生强烈的摩擦。
9
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模 2. 失效形式
冲裁模的正常失效形式主要是磨损，刃口由锋 利变圆钝。有时会因热处理不当等造成崩刃和凸模 折断等非正常失效。
3．性能要求 依据上述分析，冲裁模的主要性能要求是高的
热加工工艺性能、冷加工工艺性能、热处 理工艺性能
3
第一节 模具材料概述 模具的选材原则 使用性能 工艺性能 供应 经济性
4
第一节 模具材料概述
模具选材的具体考虑因素
（一）模具工作条件： 承受载荷、速度（冲击）、工作温度、 腐蚀
（二）模具的失效因素： 磨损、腐蚀、断裂、塑性变形。 （三）模具所加工的产品 产品批量大小、产品质量要求、产品材质 （四）模具结构 模具大小、模具形状、模具的不同组件（不同
部位）、模具制造工艺、模具设计
5
第一节 模具材料概述
模具材料的发展方向 （1）模具性能要求模具材料由低级材料向高级材 料发展。 （2）模具表面强化处理的应用日益广泛。 （3）新钢种不断出现、旧钢种逐渐淘汰。 （4）模具材料由钢铁材料扩展到有色金属、硬质 合金、非金属材料（橡胶、塑料、陶瓷）。
6
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的应用
第五章 模具材料
1
第一节 模具材料概述 模具材料分类：
按模具类别分：冷作模具、热作模具、塑 料模具。
按材料类别分：钢铁材料、非铁材料、塑 料等。
2
第一节 模具材料概述
模具材料的性能要求 （一）使用性能：
硬度和耐磨性、强度和韧性、抗热性能 （热强性、热硬性、热稳定性、热疲劳性、抗 粘着性） （二）工艺性能：
主要缺点： (1)淬透性低：模具截面尺寸大于15 mm ，水冷 也不能淬透。属低淬透性冷作模具钢。 (2)热硬性、耐磨性差，淬火变形大，易产生淬火 裂纹，使用寿命低。
25
第二节 冷作模具钢 高碳工具钢
常用钢种有T7A、 T8A、T10A、T12A等. 主要优点： （1）成本低：价格便宜，来源方便。 （2）加工性能好：与其他冷作模具钢相比，锻 造工艺性较好，易退火软化，便于加工制成模具。 （3）热处理后有较高的硬度和一定的耐磨性。
26
第二节 冷作模具钢
高碳工具钢Leabharlann Baidu
了严重磨损外，在温度和压力作用下，还会产生 “粘附”（咬合）。
15
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 二、拉拔模及成形模 3．性能要求
对拉拔模的主要性能要求是高的耐磨性、硬度 及良好的抗咬合性。对成形模的耐磨性、硬度要求 稍低，但要求较高的韧性。
16
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 三、冷镦模
冷挤压是使金属在强大的近于静挤压力的产生 塑性变形而形成制品或零件。
19
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 四、冷挤压模
1. 工作条件 金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的 作用，变形抗力大。模具不仅受到强大的挤压 力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦， 冷挤压时产生较大的温升。
20
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 四、冷挤压模 2. 失效形式
冷挤压凸模的失效形式主要是断裂、塑性变 形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。 3．性能要求
冷挤压模必须具有高的强韧性，良好的耐磨 性。一般凸模要求硬度为60-64HRC，凹模要 求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大 的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和 热硬性。
各类冷作模具的特点 三、冷镦模 2．失效形式
冷镦模的主要失效形式是：凸模镦粗、局部变 形或折断；凹模开裂，模口胀大等。 3．性能要求
凸模、凹模均要求有足够的硬度、强度和韧性。 一般凸模要求硬度为60-62HRC，凹模要求硬度为 58-60HRC。
18
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 四、冷挤压模
21
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的性能要求
冷作模具正常的失效形式是磨损。常会因变 形(包括弯曲、镦粗、塌陷、模孔胀大等)、崩刃、 开裂而出现早期失效。冷作模具用钢应该具有高 强度、高硬度、高耐磨性和足够的韧性。一般凸 模要求硬度为50-60HRC 。
22
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的成分特点
弯曲模
13
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
胀形模
14
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
1．工作条件 模具工作时受载较轻，但模具表面受到强烈的
摩擦。凹模主要受到径向张力的作用，凸模主要承 受轴向压缩力和摩擦力的作用。
2．失效形式 成形模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模除
10
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
主要包括拉深模、胀形模、弯曲模和拔管模。 利用这些模具可使板材或棒材延伸并压制成一定形 状的产品。
11
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
拉深模
12
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
冷镦模是在冲击作用下使金属棒料在模具型腔 内冷变形成形的模具。主要用于紧固件、滚动轴承、 滚子链条、汽车零件的成形。 1．工作条件
冷镦模具工作条件差，受到强烈冲击，室温下， 材料变形抗力大。凸模承受巨大冲击压应力，且冲 击频率很高。凹模的型腔表面和凸模的工作表面还 受到剧烈的冲击性摩擦。
17
第二节 冷作模具钢
冷作模具钢是在常温下使金属材料变形的 模具用钢。
冷作模具的种类很多，包括冲裁模、冷挤 压模、冷镦模、拉伸模等。
7
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模
冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，按其 功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。
8
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模 1.工作条件
冷作模具钢通常以高碳为主，以满足高强度、 高硬度、高耐磨性要求，为了提高淬透性和耐磨 性，适当添加一些碳化物形成元素Cr、 Mo 、 W、 V 等。
23
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的类 型
24
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的分类
冷作模具用钢按化学成分分类，可以分为 高碳工具钢、低合金工具钢、高碳高铬和高碳中 铬钢及高速钢。
冲裁模的工作部位是刃口。冲裁时，刃口部受 到弯曲和剪切力的作用，还要受到冲击。同时，板 料与刃口部位产生强烈的摩擦。
9
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 (一) 冲裁模 2. 失效形式
冲裁模的正常失效形式主要是磨损，刃口由锋 利变圆钝。有时会因热处理不当等造成崩刃和凸模 折断等非正常失效。
3．性能要求 依据上述分析，冲裁模的主要性能要求是高的
热加工工艺性能、冷加工工艺性能、热处 理工艺性能
3
第一节 模具材料概述 模具的选材原则 使用性能 工艺性能 供应 经济性
4
第一节 模具材料概述
模具选材的具体考虑因素
（一）模具工作条件： 承受载荷、速度（冲击）、工作温度、 腐蚀
（二）模具的失效因素： 磨损、腐蚀、断裂、塑性变形。 （三）模具所加工的产品 产品批量大小、产品质量要求、产品材质 （四）模具结构 模具大小、模具形状、模具的不同组件（不同
部位）、模具制造工艺、模具设计
5
第一节 模具材料概述
模具材料的发展方向 （1）模具性能要求模具材料由低级材料向高级材 料发展。 （2）模具表面强化处理的应用日益广泛。 （3）新钢种不断出现、旧钢种逐渐淘汰。 （4）模具材料由钢铁材料扩展到有色金属、硬质 合金、非金属材料（橡胶、塑料、陶瓷）。
6
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的应用
第五章 模具材料
1
第一节 模具材料概述 模具材料分类：
按模具类别分：冷作模具、热作模具、塑 料模具。
按材料类别分：钢铁材料、非铁材料、塑 料等。
2
第一节 模具材料概述
模具材料的性能要求 （一）使用性能：
硬度和耐磨性、强度和韧性、抗热性能 （热强性、热硬性、热稳定性、热疲劳性、抗 粘着性） （二）工艺性能：
主要缺点： (1)淬透性低：模具截面尺寸大于15 mm ，水冷 也不能淬透。属低淬透性冷作模具钢。 (2)热硬性、耐磨性差，淬火变形大，易产生淬火 裂纹，使用寿命低。
25
第二节 冷作模具钢 高碳工具钢
常用钢种有T7A、 T8A、T10A、T12A等. 主要优点： （1）成本低：价格便宜，来源方便。 （2）加工性能好：与其他冷作模具钢相比，锻 造工艺性较好，易退火软化，便于加工制成模具。 （3）热处理后有较高的硬度和一定的耐磨性。
26
第二节 冷作模具钢
高碳工具钢Leabharlann Baidu
了严重磨损外，在温度和压力作用下，还会产生 “粘附”（咬合）。
15
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 二、拉拔模及成形模 3．性能要求
对拉拔模的主要性能要求是高的耐磨性、硬度 及良好的抗咬合性。对成形模的耐磨性、硬度要求 稍低，但要求较高的韧性。
16
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 三、冷镦模
冷挤压是使金属在强大的近于静挤压力的产生 塑性变形而形成制品或零件。
19
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 四、冷挤压模
1. 工作条件 金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的 作用，变形抗力大。模具不仅受到强大的挤压 力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦， 冷挤压时产生较大的温升。
20
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 四、冷挤压模 2. 失效形式
冷挤压凸模的失效形式主要是断裂、塑性变 形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。 3．性能要求
冷挤压模必须具有高的强韧性，良好的耐磨 性。一般凸模要求硬度为60-64HRC，凹模要 求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大 的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和 热硬性。
各类冷作模具的特点 三、冷镦模 2．失效形式
冷镦模的主要失效形式是：凸模镦粗、局部变 形或折断；凹模开裂，模口胀大等。 3．性能要求
凸模、凹模均要求有足够的硬度、强度和韧性。 一般凸模要求硬度为60-62HRC，凹模要求硬度为 58-60HRC。
18
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 四、冷挤压模
21
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的性能要求
冷作模具正常的失效形式是磨损。常会因变 形(包括弯曲、镦粗、塌陷、模孔胀大等)、崩刃、 开裂而出现早期失效。冷作模具用钢应该具有高 强度、高硬度、高耐磨性和足够的韧性。一般凸 模要求硬度为50-60HRC 。
22
第二节 冷作模具钢 冷作模具钢的成分特点
弯曲模
13
第二节 冷作模具钢 各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
胀形模
14
第二节 冷作模具钢
各类冷作模具的特点 (二) 拉拔模及成形模
1．工作条件 模具工作时受载较轻，但模具表面受到强烈的
摩擦。凹模主要受到径向张力的作用，凸模主要承 受轴向压缩力和摩擦力的作用。
2．失效形式 成形模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模除