常见模具材料及其热处理教程(powerpoint 36页)

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1、品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/121常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理Stamping Tool Manufacture Division Of NWE品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/122常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理常見模具材料常見模具材料品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/123常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理7.SKD61 8. A3鋼鋼

2、9. 鎢鋼鎢鋼 10.45鋼等鋼等 1.SS41(JIS) 2. SKD11(JIS) 3. YK30(SK3) 4. SKH-9(JIS)5. PD20 6. DC53(JIS)常用的模具材料如下常用的模具材料如下品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/124SS41 SS41(JIS)為日本鋼材牌號為日本鋼材牌號,相當於中國的相當於中國的A3鋼鋼 .屬於低碳機械構造用鋼屬於低碳機械構造用鋼.該鋼材含碳量為該鋼材含碳量為0.30%,不能進行熱處理不能進行熱處理,硬度不高硬度不高;塑性較好塑性較好,強度強度較低較低,機械加工性

3、能好機械加工性能好,可以滿足模具中非成形模可以滿足模具中非成形模板性能要求板性能要求. 該鋼材適用於模具結構中的打背板該鋼材適用於模具結構中的打背板,上托板上托板,下托板下托板,上墊腳上墊腳,下墊腳下墊腳,上模座上模座,下模座下模座,墊板和夾墊板和夾板等受力不大的模板和零件板等受力不大的模板和零件. 品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/125SKD11 SKD11(JIS)該鋼材冷作模具合金工具鋼.相當於中國的Cr12MoV,是一種高C,高Cr型合金鋼.各元素含量為1.45% 1.70%C,11.0012.50%Cr,0.

4、400.60%Mo, 0.150.30%V.高碳保証獲得過飽和的馬氏體(該組織很硬),以確保高硬度,高耐磨性和一定的熱硬性(鋼材在高溫如500攝氏度仍能保証足夠的硬度).鉻可以極大地增加鋼的耐磨性能,同時還大大改善了鋼的淬透性(鋼材淬火後能獲得外部較硬,心部較軟的現象稱為淬透性.淬硬的越多表明淬透性越好).鉬釩不僅增加回火的穩定性,尚可細化晶粒,改善碳化物不均勻性,從而提高鋼的強度和韌性.其正常工作時地硬度為HRC58 64. 適用於受力較大的模具成形模板.如上打板(通常熱處理HRC52)和下模板(通常熱處理HRC58). 品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: G

5、L-QE-05/00 2003/08/126 YK30(SK3)該鋼材為日本牌號,含碳量較高,屬於碳素工具鋼. YK30是SK-3的改良鋼種,具有較SK-3更佳的強韌性和硬化能,同時還有易加工性能,且具有一般高碳鋼的高硬度和高耐磨性. 各元素含量為:1.00 1.10% C , 0.8 1.10% Mn , 0.2 0.6% Cr. 熱處理後硬度為HRC50,用於局部受力較大的模板(采用一般的鋼板會產生較大的變形),如模具的上下墊板,夾板,打板等. YK30(SK3)品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/127 SKH-9(

6、JIS)為合金工具鋼為合金工具鋼,相當於中國相當於中國的的W6Cr4Mo5V2合金工具鋼合金工具鋼.由於含有鎢由於含有鎢元素元素,使其具有熱硬性使其具有熱硬性,同時提高了鋼的回同時提高了鋼的回火火(熱處理的一種熱處理的一種,常為減少或消除內應力常為減少或消除內應力)穩定性穩定性.釩與碳形成碳化物硬度高達釩與碳形成碳化物硬度高達HRC83.因此因此,該鋼材硬度較高該鋼材硬度較高,熱處理後熱處理後硬度可達到硬度可達到HRC65.但脆性大但脆性大,塑性差塑性差,不不易進行切削加工易進行切削加工. 適用與作直徑小於適用與作直徑小於3.0的沖子材料的沖子材料.SKH-9(JIS)品質保証課系列培訓教材品

7、質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/128熱處理基本知識品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1291 金屬結構及合金化金屬結構及合金化兩種或兩種以上元素相互兩種或兩種以上元素相互作用時形成合金作用時形成合金,合金中合金中組元原子相互作用的情形組元原子相互作用的情形可能有可能有:固溶體固溶體:異類原子能以不異類原子能以不同的比例混合同的比例混合,形成與某形成與某一組元相同的晶體結構一組元相同的晶體結構,如置換式如置換式,間隙式間隙式化合物化合物:異類原子能以固異類原子能以固定的

8、比例混合定的比例混合,形成與組形成與組品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1210金屬材料強化途徑金屬材料強化途徑A 固溶強化固溶強化:合金元素固溶到基體金屬中形成固溶體時合金元素固溶到基體金屬中形成固溶體時,合合金的強度及硬度一般會得到提高金的強度及硬度一般會得到提高,基體塑性基體塑性則不降低則不降低. 少量多元少量多元B 沉淀強化沉淀強化:過飽和固溶體分過飽和固溶體分解析出彌散相解析出彌散相,引起合金強化引起合金強化品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/0

9、8/1211:金屬材料在再結晶溫度以下的變形金屬材料在再結晶溫度以下的變形,會引起會引起強度升高強度升高,而塑性降低而塑性降低.C 冷變形強化冷變形強化品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1212D 第二相相強化第二相相強化:超過極限溶解度的部分形成過剩的超過極限溶解度的部分形成過剩的第二相第二相,其強化效果與過剩相性能的其強化效果與過剩相性能的本身有關本身有關;還與其形態還與其形態/大小大小/數量數量及分布關及分布關(彌散強化彌散強化). 品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-0

10、5/00 2003/08/1213 基體相晶粒細化及過剩相晶粒細化基體相晶粒細化及過剩相晶粒細化,晶粒越晶粒越細細,單位體積內的晶界面積越大單位體積內的晶界面積越大,對位錯運動對位錯運動的阻力越大的阻力越大,因而強度及塑韌性越高因而強度及塑韌性越高.主要手主要手段有段有; 變質處理變質處理 變形及再結晶變形及再結晶 壓壓 鑄鑄 加難熔質點作為非自發晶核等加難熔質點作為非自發晶核等E 細晶強化細晶強化:品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/12143 金屬材料之熱處理工藝金屬材料之熱處理工藝品質保証課系列培訓教材品質保証課系列

11、培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1215消除殘余內應力消除殘余內應力/成份不均勻成份不均勻/組織不穩定等組織不穩定等缺陷缺陷退火退火品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1216對於第二相在基體相中的固溶度隨溫度降低而對於第二相在基體相中的固溶度隨溫度降低而顯著減小的合金顯著減小的合金,將其加熱至能全部溶入固溶體將其加熱至能全部溶入固溶體的溫度的溫度,保持一定時間后保持一定時間后,以快於第二相自固溶以快於第二相自固溶體中析出速度冷卻體中析出速度冷卻,獲得過飽和固溶體的過程獲得過飽和固溶

12、體的過程. 固溶處理固溶處理品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1217過飽和固溶體處于不平衡狀態過飽和固溶體處于不平衡狀態,因而有發生分解因而有發生分解和析出過剩溶質原子和析出過剩溶質原子(呈第二相形式析出呈第二相形式析出)的自的自發趨勢發趨勢,使合金的強度使合金的強度/硬度升高硬度升高,但塑性及抗蝕但塑性及抗蝕性下降性下降.C 時效時效品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1218常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理改善鋼的性能改善鋼的性能,通常

13、采用兩個途徑通常采用兩個途徑: 1.調整鋼的化學成分調整鋼的化學成分,加入合金元素加入合金元素(如鎂如鎂,鉬鉬,鎳等鎳等),即合金化即合金化; 2.實施鋼材的熱處理實施鋼材的熱處理.熱處理是通過加熱熱處理是通過加熱,保溫保溫,冷卻之操作方法冷卻之操作方法,使鋼的組織結構發生變化使鋼的組織結構發生變化,以獲得所需要以獲得所需要的性能之加工工藝的性能之加工工藝.品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1219常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理鋼的熱處理根據加熱和冷卻方法不同鋼的熱處理根據加熱和冷卻方法不同,大致分為大致分為:

14、 1.普通熱處理普通熱處理(通常稱為四把火即退火通常稱為四把火即退火,正火正火,淬火淬火,回火回火.也是最常用的熱處理方法也是最常用的熱處理方法) 2.表面熱處理表面熱處理(如表面淬火和化學熱處理等如表面淬火和化學熱處理等).在日常機械加工過程中在日常機械加工過程中,時常需要進行熱理時常需要進行熱理.熱處熱處理可以是機械加工過程的中間環節理可以是機械加工過程的中間環節,也可以是使也可以是使機械零件達到規定技術要求的最終工序機械零件達到規定技術要求的最終工序.品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1220退火退火 所謂退火，就

15、是將金屬或合金加熱到適當溫度，保溫一定時間， 然後隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝，其實質是將鋼加熱奧氏體化后進行珠光體轉變。退火方法: 常用的退火方法有完全退火(重結晶退火)、球化退火、去應力退火、再結晶退火、擴散退火和等溫退火等幾種。 球化退火球化退火:使鋼中碳化物球狀化而進行的退火工常用的球化退火有 普通球化退火和等溫球化退火兩種，工藝主要用於模具、量具和刃具鋼等。品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1221 所謂正火就是將鋼材或鋼件加熱到合適的溫度，保溫適當時間 后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。2.正火之主要應用:(1

16、).對於一些含碳量較高的鋼材,改善其組織結構,為以後熱處理(如:球墨化處理)作準備.(2). 對含C量0.4%的中、低碳鋼可用正火代替退火作預先熱處理,獲得合適的硬度,便於切削加工;(3).含C量在0.40.7%的不太重要的工件可在正火狀態下使用， 即作為最終熱處理。正火正火品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1222退火與正火退火與正火之目的退火與正火之目的1.軟化鋼材以便切削加工;2.消除殘余應力,防止工件變形,開裂;3.細化晶粒,改善組織結構,提高鋼的機械性能;4.為最終熱處理作準備退火與正火之區別退火與正火之區別1.加熱溫度不同,一般正火加熱溫度高於退火加熱溫度2.正火與退火最明顯不同在於正火冷卻速度稍快.品質保証課系列培訓教材品質保証課系列培訓教材 編號編號/版本版本: GL-QE-05/00 2003/08/1223淬火淬火 將工件加熱一定溫度後將工件加熱一定溫度後,保溫一段時間後保溫一段時間後,取取出工件使其快速冷卻的操作方法出工件使其快速冷卻的操作方法.淬火之目的淬火之目的 一般都是為獲得馬氏體一般