《《模具材料选择与表面处理》教学课件—02热模具材料选择与表面处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《模具材料选择与表面处理》教学课件—02热模具材料选择与表面处理（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、冷作模具常用的热处理方法有哪些？其目的是什么？冷作模具常用的热处理方法有哪些？其目的是什么？什么叫调质处理？其目的是什么什么叫调质处理？其目的是什么模具材料热处理和模具零件的热处理有什么区别？模具材料热处理和模具零件的热处理有什么区别？冷处理适用于什么场合？冷处理适用于什么场合？图2-1 ZF16 触头座零件图 图2-2 触头座挤压模结构1. 上模板 2. 垫板 3. 固定板 4. 反挤压凸模 5. 预应力圈 6. 凹模 7. 支撑环 8. 下模座 9. 下垫板 10. 下模板 11. 顶件器 12. 顶杆 13. 芯轴 14. 正挤压凸模 1.图2-1为所示的ZF16 触头座是某型号高压开关
2、中的关键零件, 材料为T2 紫铜,是典型的带凸缘管形件，选择如图2-1所示的高压开关触头座的热挤压模具材料与表面处理方法，模具寿命为10万件，完成表格2-1。2图2-3所示为某一企业生产的接线盒压铸件，材料为ZL102，力学性能：b220MPa，2% ，硬度60HB，生产2万件。（1）请选择图2-4所示的接线盒压铸模具零件的材料，并写出其硬度要求，完成表格2-2。 图2-3 接线盒压铸件（2）合理安排其活动型芯的热处理工艺。1锤锻模的工作条件与失效形式。锤锻模的工作条件与失效形式。2热挤压模的工作条件与失效形式。热挤压模的工作条件与失效形式。3压铸模的工作条件与失效形式。压铸模的工作条件与失效
3、形式。钨：熔点钨：熔点3410 铁：熔点铁：熔点 1535 沸点：沸点：2750 钢：熔点钢：熔点 1515 铜：熔点铜：熔点 1083 金：熔点金：熔点 1064 铝：熔点铝：熔点 660 镁：熔点镁：熔点 648.8 金刚石金刚石:3550 各种钢各种钢:13001400 各种铸铁各种铸铁:1200左右左右 了解一些金属的熔点：了解一些金属的熔点：压铸模压铸模了解压铸模的工作原理：了解压铸模的工作原理：了解锤锻模的工作原理：了解锤锻模的工作原理：要点要点3、在什么环境下服役？、在什么环境下服役？要点要点1、热作模具的应用在哪些场合？、热作模具的应用在哪些场合？要点要点2、热作模具哪些种类？
4、、热作模具哪些种类？热作模具主要用于热变形加工和压力铸造的模具热作模具主要用于热变形加工和压力铸造的模具 主要包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类主要包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类 高温下承受交变应力和冲击力、高温下承受交变应力和冲击力、 要经受高温氧化及烧损、要经受高温氧化及烧损、 强烈水冷强烈水冷 要点要点4：常见热作模具的失效形式有哪几种？造成各种失效的原因是什么？：常见热作模具的失效形式有哪几种？造成各种失效的原因是什么？ 塑性变形塑性变形 热疲劳热疲劳 热磨损热磨损 断裂失效断裂失效 分析锤锻模的工作条件与失效形式分析锤锻模的工作条件与失效形式工作条件：高温（工作条件：高温（40060
5、0摄氏度）摄氏度） 、高压、高冲击负荷、高压、高冲击负荷失效形式：模具型腔断裂、型腔的热疲劳、型腔的塑失效形式：模具型腔断裂、型腔的热疲劳、型腔的塑性变形及塌陷、型腔的磨损及燕尾开裂等性变形及塌陷、型腔的磨损及燕尾开裂等 学习要点讨论：学习要点讨论：要点要点5：分析挤压模的工作条件与失效形式：分析挤压模的工作条件与失效形式工作条件：工作条件： 高温（高温（400600摄氏度）、承受压缩应力和弯曲应力，摄氏度）、承受压缩应力和弯曲应力，脱模时也承受一定的拉应力、冲击负荷脱模时也承受一定的拉应力、冲击负荷失效形式：磨损失效失效形式：磨损失效 、开裂失效、开裂失效 、变形失效、变形失效 要点要点6：
6、分析压铸模的工作条件与失效形式：分析压铸模的工作条件与失效形式工作条件：与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热工作条件：与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热的温度比热锻模要高（压铸金属时的温度比热锻模要高（压铸金属时400600摄氏度摄氏度,压铸黑色金属压铸黑色金属时可达时可达1000摄氏度以上），同时承受很高的压力（摄氏度以上），同时承受很高的压力（20120MPa）；）；此外还受到反复加热和冷却以及金属液流的高速冲刷。此外还受到反复加热和冷却以及金属液流的高速冲刷。失效形式：热疲劳裂纹失效形式：热疲劳裂纹 、整体脆性开裂、整体脆性开裂 、熔蚀或冲蚀、熔蚀或冲蚀 1.锻压设
7、备的构造及特性锻锤锻压设备的构造及特性锻锤(空气锤、蒸汽锤、无砧座空气锤、蒸汽锤、无砧座锤、高速锤等锤、高速锤等)2.毛坯材料的性质毛坯材料的性质3.模具的润滑及冷却方式模具的润滑及冷却方式4.模具的结构及制造质量模具的结构及制造质量5.模具合理使用模具合理使用要点要点7：影响热作模具工作条件的主要因素有哪些？：影响热作模具工作条件的主要因素有哪些？（一）触头座热挤压模具工作条件与失效形式分析（一）触头座热挤压模具工作条件与失效形式分析1、 触头座的材料为T2 紫铜，挤压温度为3505100C,挤压模既承受压缩应力和弯曲应力，也承受一定的拉应力，脱模时也承受一定的拉应力。别外还受到冲击负荷的作
8、用。模具与炽热金属接触时间较长.根据以上分析，触头座挤压模主要失效形式是模腔过量塑性变形、开裂、热疲劳和热磨损。（二）接线盒压铸模工作条件与失效形式分析（二）接线盒压铸模工作条件与失效形式分析 接线盒压铸件的材料为ZL102，压铸温度一般为为6507000C，压铸模具工作时与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热的很高，同时承受很高的压力，此外，还受到反复加热和冷却，因 此型腔表面承受液态金属的冲刷、侵蚀、高温及急冷急热作用。根据以上分析，接线盒压铸模的主要失效形式是热疲劳开裂、热磨损和热熔蚀。 套管压铸件形状及尺寸见图2-5所示, 材料为ZL102, 铸件要求壁厚均匀, 形状规则, 内
9、外表面光滑、无顶出痕迹及明显的浇道痕迹。铸件为中空细长锥形管件, 其突出特点是细长中空, 管身和内孔都有一定的锥度, 且铸件两端分别有环形法兰。分析图2-6所示的细长锥形套管压铸模的工作条件与失效形式。常用的热作模具有哪些种类？常用的热作模具有哪些种类？ 热作模具一般在什么环境下工作？热作模具一般在什么环境下工作？热作模具常见的失效形式有哪些？热作模具常见的失效形式有哪些？造成热作模具的塑性变形的原因是什么？造成热作模具的塑性变形的原因是什么？热作模具应用于什么场合？热作模具应用于什么场合？造成热作模具发生断裂的原因是什么？造成热作模具发生断裂的原因是什么？为什么热作模具比冷作模具容易发生疲劳
10、失效？为什么热作模具比冷作模具容易发生疲劳失效？如何有效防止热作模具发生失效？如何有效防止热作模具发生失效？为什么热作模具比冷作模具容易发生疲劳失效？为什么热作模具比冷作模具容易发生疲劳失效？图2-1 ZF16 触头座零件图 图2-2 触头座挤压模结构1. 上模板 2. 垫板 3. 固定板 4. 反挤压凸模 5. 预应力圈 6. 凹模 7. 支撑环 8. 下模座 9. 下垫板 10. 下模板 11. 顶件器 12. 顶杆 13. 芯轴 14. 正挤压凸模 1.分析图2-2所示的高压开关触头座的热挤压模具性能要求并会合理选择模具材料。2.分析图2-4所示的铝合金接线盒的压铸模具性能要求并会合理选
11、择模具材料。 图2-3 接线盒压铸件一、热作模具的性能要求一、热作模具的性能要求 1.热作模具材料的使用性能要求使用性能要求（1）高的热硬性、高耐磨性及良好的冲击韧性）高的热硬性、高耐磨性及良好的冲击韧性热硬性是指模具材料在一定温度下保持硬度、组织稳定性及抗软化的能力，它也是高温耐磨性的重要保证，如果模具没有高强度和良好的冲击韧性，就容易开裂。（2）高的热疲劳强度）高的热疲劳强度热作模具的工作条件是反复受热受冷，在反复热应力作用下，模具表面会形成网状裂纹（龟裂），这种现象称为热疲劳。为防止热疲劳裂纹，要求有高的热疲劳强度。 (3) 良好的导热性良好的导热性为了使模具在工作时不致积热过多，导致力
12、学性能下降，就要尽可能地降低模具表面的温热作模具材料的工艺性能要求度，减小模具内部的温度差，这不要求模具材料有良好的热导性。 2.热作模具材料的工艺性能要求热作模具材料的工艺性能要求 模具的加工费用约占普通模具成本的一半以上，模具材料的工艺性好坏，直接关系到模具材料的推广和应用。(1)锻造工艺性锻造工艺性 钢的高温强度越低，伸长率越大，材料的锻造变形抗力越小，成形工艺性越好。(2)淬火工艺性淬火工艺性 热作模具一般尺寸较大，热锻模尤其如此，为了使模具整个截面力学性能均匀，要求模具材料有高的淬透性、回火稳定性等。(3)切削工艺性切削工艺性 切削加工费用约占模具加工成本的90，切削加工的难易程度将
13、直接影响钢种的推广采用。 三、三、热作模具钢的分类与特性热作模具钢的分类与特性通常按热作模具钢的化学成分、用途和材料性能三种方法来分类：1按钢的化学成分：按钢的化学成分：（1） 低合金热作模具钢、（2） 钨系热作模具钢、（3） 铬系热作模具钢、（4）铬、钼、钨系热作模具钢、（5） 奥氏体系热作模具钢、（6） 马氏体系热作模具钢。2按钢的用途：按钢的用途：（1） 锤锻模用钢、（2） 机锻模用钢、（3） 热挤压模具钢、（4） 压铸模具用钢、（5） 热冲裁模具用钢、（6） 特殊用途模具用钢等。3.按钢的性能：按钢的性能：（1） 低耐热高韧性热作模具钢、（2） 中耐热高热强性热作模具、（3） 高耐热、
14、高耐磨性热作模具钢、（4） 无磁模具钢、（5） 时效硬化模具钢。常用的进口的热作模具钢。常用的进口的热作模具钢。常用的国内的热作模具钢。常用的国内的热作模具钢。SKD61-日本日立 8407-瑞典一胜百 STD61-韩国昌原 5CrNiMo 5CrMnMo 3Cr2W8V 锻模零件名称钢牌号硬度（HB）锻模零件名称钢牌号硬度（HB）主要材料代用材料主要材料代用材料凸模镶块3Cr3Mo3VNb4Cr5W2VSi3Cr2W8V4Cr5W2VSi5CrNiMo5CrNiMo5CrMnMo5CrMnMo444495390490461514凹凸模模体45Cr45349390整体凹、凸模5CrMnMo8C
15、r3369422上、下压紧圈4540，35349390凹模镶块3Cr3Mo3VNb3Cr2W8V4Cr5W2VSi5CrNiMo5CrNiMo5CrMnMo5CrNiMo444495390490461514上、下垫板T7T8369422上、下顶杆T7T8369422导柱、导套T8T7HRC5658热作模具的材料选择热作模具的材料选择（一）高压开关触头座的热挤压模具性能要求与材（一）高压开关触头座的热挤压模具性能要求与材料选择料选择1高压开关触头座的热挤压模具性能要求通过对高压开关触头座的热挤压模具工作条件及失效形式的分析，对其的模具用钢则要求具有高的热稳定性，较高的高温强度和足够的韧性，良好的
16、耐热疲劳性和高的耐磨性。 2高压开关触头座的热挤压模具材料选择根据高压开关触头座的热挤压模具性能要求，模具材料选择见表2-3 所示 表2-3 高压开关触头座的热挤压模具材料选择序号零件名称材料序号零件名称材料1上模板458下模座452垫板459下垫板3Cr2W8V3固定板5CrMnMo10下模板5CrMnMo4反挤压凸模4Cr5MoSiV11顶件器5CrMnMo5预应力圈 5CrMnMo12顶杆5CrMnMo6凹模4Cr5MoSiV13芯轴5CrMnMo7支撑环3Cr2W8V14正挤压凸模4Cr5MoSiV（二）铝合金接线盒的压铸模具性能要求与材料选择（二）铝合金接线盒的压铸模具性能要求与材料选择1铝合金接线盒的压铸模具性能要求通过对铝合金接线盒的压铸模工作条件及失效形式的分析，对铝合金接线盒的压铸模用钢的性能要求，主要是模具应有较高的耐热性和良好的高温力学性能，优良的耐热疲劳性，高的导热性，良好抗氧化性和耐腐蚀性，高的淬透性。2铝合金接线盒的压铸模模具材料选择根据铝合金接线盒的压铸模模具性能要求，模具材料选择见表2-4 所示 表2-4 铝合金接线盒的压铸模具材料选择序号零件名称零件材
