模具材料2冷作PPT課件

1、1,四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院,模具材料及表面處理 冷作模具材料多媒體課件 機(jī)械工程系模具教研室,2,課題二 冷作模具材料,3,制造冷沖壓模具的材料主要是金屬，凸、凹模所使用的模具鋼有碳素工具鋼；低合金工具鋼，中、高合金工具鋼，高速工具鋼；基體鋼；硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等,一、冷作模具材料及性能要求,4,1，分類：碳素工具鋼、油淬冷作模具鋼、空淬冷作模具鋼、高碳高鉻冷作模具鋼、基體鋼和低碳高速鋼、高耐磨高強(qiáng)韌冷作模具鋼以及其他冷作模具鋼。 2， 受力情況：拉伸、壓縮、彎曲、沖擊、摩擦等。 3，失效形式：斷裂、變形、磨損、粘合、啃傷、軟化等,5,6,4，使用性能要求 抗變形、抗磨損、抗斷裂、耐疲勞、抗軟化

2、及抗粘合： (1) 硬度和耐磨性 硬度和耐磨性是冷作模具材料的最基本性能之一，模具的硬度應(yīng)高出工件硬度3050，一般為5864HRC，以保證模具在工作過程中抗壓、耐磨、不變形、抗粘合。 (2) 強(qiáng)度和韌性 模具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，以防止模具在沖擊負(fù)荷下發(fā)生脆性斷裂。 (3) 熱硬性 以保證模具在高速?zèng)_壓或重負(fù)荷沖壓工序中不因溫度升高而軟化。 (4) 抗疲勞性能 防止模具在交變載荷作用下發(fā)生疲勞破壞,7,5， 工藝性能 (1) 可切削加工性 應(yīng)具有較好的可切削加工性能； 球化退火改善冷作模具材料的可切削加工性能； 選用含S、Ca等元素的易切削模具材料。 (2) 可鍛性 鍛造可以改善材料的

3、內(nèi)部組織，提高其強(qiáng)度和韌性。 (3) 淬透性與淬硬性 應(yīng)具有良好的淬透性與淬硬性，以保證冷作模具能在較緩和的冷卻介質(zhì)中淬火硬化； 淬火后易獲得高而均勻的硬度(5864HRC)，并獲得較深的淬硬層。 (4) 淬火變形小 對(duì)淬火溫度及模具的尖角等因素不敏感，淬火的開裂傾向小,模具鋼的選材,8,二、 碳素工具鋼 優(yōu)點(diǎn)：便宜、易于鍛造成形，切削加工性能也比較好。 缺點(diǎn)：淬透性差，變形開裂傾向大，耐磨性和熱強(qiáng)性較低。 1常用碳素工具鋼的牌號(hào) T7A、T8A、T10A、T12A等。 2力學(xué)性能 (1) 含碳量的影響鋼的硬度 主要由含碳量和組織決定，含碳量越高，則硬度越高，耐磨性越好。 (2) 淬火溫度的影

4、響 適當(dāng)提高淬火溫度可增加硬化層厚度，從而提高模具的承載能力，但過高的淬火溫度又會(huì)使強(qiáng)韌性下降。 (3) 回火溫度的影響 碳素工具鋼的硬度隨回火溫度的升高而下降，在150300C回火后，抗彎強(qiáng)度及沖擊韌度隨回火溫度的升高而明顯增高，因此應(yīng)根據(jù)不同鋼號(hào)選擇最佳回火溫度,9,3工藝性能 (1) 鍛造性能 碳素工具鋼的熱變形抗力低，鍛造溫度范圍寬，鍛造工藝性好。 鍛打過程中始鍛、終鍛要輕擊、中間進(jìn)行重?fù)簦瑩舸蜻^程中注意各部分變形要均勻，要保持各部分的溫度的均勻；注意多向鐓拔；注意保證足夠的鍛比，總的鍛比一般為818，單次鍛比一般為23，若采用510效果更佳。 (2) 退火和正火 經(jīng)鍛造后的碳素工具鋼

5、模具毛坯需進(jìn)行退火處理，使其具有良好的工藝性能，為切削加工和淬火做好組織準(zhǔn)備。 表 碳素工具鋼的淬火、回火工藝,10,11,4常用碳素工具鋼的牌號(hào) T7A、T8A、T10A、T12A等。 T10A鋼是碳素工具鋼中性能較好的鋼種，其耐磨性高，淬火過熱敏感性小，經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得較高的強(qiáng)度和一定韌性。適合于制作耐磨性要求較高而承受沖擊較小的模具。 與T10A鋼相比，T8A鋼的淬透性、韌性均優(yōu)于T10A鋼，但大、中截面模具易殘存網(wǎng)狀碳化物，故只適于制作小型拉拔、拉深、擠壓模具。 T7A鋼的耐磨性不及T10A，但它有較好的韌性，可用在對(duì)韌性要求較高的模具上。 T12A鋼的過剩碳化物較多，顆粒大且分布

6、不均勻，網(wǎng)狀碳化物較嚴(yán)重，可用于要求高硬度和高耐磨性，而對(duì)韌性要求不高的切邊模和剪切刀,12,三、油淬冷作模具鋼 油淬冷作模具鋼：在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入適量的Cr、Mo、W、V、Si、Mn等合金元素。 目的： 以提高鋼的淬透性、力學(xué)性能和回火穩(wěn)定性。 特點(diǎn)： 具有高的硬度、中等的淬透性，其中CrWMn鋼的淬透性優(yōu)于9Mn2V等鋼，而9Mn2V鋼能在較低的溫度下淬硬，其淬火變形會(huì)稍小 一些。 常用的油淬冷作模具鋼：CrWMn、 9CrWMn、9Mn2V、MnCrWV鋼等,13,1： 9Mn2V鋼 特點(diǎn)：9Mn2V鋼是利用我國(guó)豐富的錳、釩資源研制出 來的不含鉻的冷作模具鋼； 錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.

7、70一2.00； 鋼的淬透性好。 （1）力學(xué)性能 9Mn2V鋼的碳化物量比CrWMn鋼少，顆粒較大，耐磨性不及CrWMn鋼，但仍比T10鋼的耐磨性高67倍。錳使鋼的Ms點(diǎn)下降，淬火后殘留奧氏體較多，尤甚于CrWMn鋼，因此淬火變形比CrWMn鋼還小，但其尺寸穩(wěn)定性不及CrWMn鋼。9Mn2V鋼的淬透性接近9SiCr鋼，低于CrWMn鋼； 缺點(diǎn): 回火穩(wěn)定性較差，幾乎與碳素工具鋼相近,14,2) 工藝性能 (a) 鍛造工藝 始鍛溫度11301160，終鍛溫度800，空冷到650700，再緩冷。 (b) 退火工藝 加熱溫度750770，保溫35h，等溫溫度680700，保溫46h。 (c) 淬火工

8、藝 淬火溫度780820，油冷，硬度62HRC以上，熱處理變形較小。 (d) 回火工藝 回火溫度150200，空冷，硬度6062HRC,回火溫度在200300，有回火脆性及顯著的體積膨脹，應(yīng)設(shè)法預(yù)防。 （3）應(yīng)用： 適于制造一般要求的尺寸較小的冷沖模、冷壓模、雕刻模、落料模等。制作板料厚度小于4mm的冷沖模，刃磨壽命穩(wěn)定在23.5萬次,15,2： 9SiCr鋼 9SiCr鋼是一種專用刃具鋼，也可用來制造機(jī)床附件和冷作模具，如打印模、滾齒模、搓絲板、冷沖模等，目前正逐步應(yīng)用到載荷較大的模具，部分取代Crl2鋼。 （1）力學(xué)性能 9SiCr鋼在室溫至900的力學(xué)性能見下表,16,17,2）工藝性能

9、 (a) 鍛造工藝 始鍛溫度10501100，終鍛溫度850800，鍛后緩冷； (b) 退火工藝 加熱溫度780810，保溫24h；等溫溫度680720，保溫46h； (c) 淬火工藝 淬火溫度860880，油冷，硬度6265HRC，可采用分級(jí)或等溫淬火； (d) 回火工藝 回火溫度180200，硬度6062HRC，在250回火脆性，應(yīng)避免在此溫度范圍回火。 ( 3) 應(yīng)用范圍 適于制造冷沖模和打印模等。如用9SiCr鋼制造的螺栓十字槽沖模，經(jīng)900，260280等溫30min，則硬度為5759HRC，強(qiáng)韌性好，使用壽命比經(jīng)常規(guī)處理的沖模提高3倍,18,3：9CrWMn,9CrWMn的總質(zhì)量分

10、數(shù)不超過5%，由于含有Cr、W、Mo等元素，所以比較耐磨，淬火變形小，使用壽命長(zhǎng)，是常用的中檔模具鋼。 （1）力學(xué)性能 具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形小，碳化物分布均勻且顆粒細(xì)小,19,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 始鍛溫度10501100，終鍛溫度850，鍛后緩冷； (b) 退火工藝 加熱溫度790810，保溫23h；等溫溫度700720，保溫34h； (c) 正火工藝 正火溫度880900，硬度302338HBS，目的消除網(wǎng)狀及粗片、球混合組織，提高淬透性 。 (d)淬火工藝 預(yù)熱溫度400500淬火溫度810830，油冷，硬度 60HRC，可采用分級(jí)或等溫淬火； 淬火深度：油淬40

11、50mm 。 （e）回火工藝 回火溫度180200，硬度6062HRC，在250回火脆性，應(yīng)避免在此溫度范圍回火。 (3) 應(yīng)用范圍 輕載沖裁模具、輕載拉深模具和彎曲翻邊模具,20,4：CrWMn鋼 是9CrWMn 的改進(jìn)型，提高了C、Cr、W的含量。與9Mn2V鋼和9SiCr鋼比較，CrWMn鋼在淬火及低溫回火狀態(tài)下含有較多的碳化物，因而具有較高的硬度和耐磨性，W能細(xì)化晶粒，由于Mn的存在，使淬火后有較多的殘余A組織，因而淬火變形小，習(xí)慣稱微變形鋼。 (1) 力學(xué)性能 具有較高的硬度和耐磨性、較好的韌性并能減小過熱敏感性、淬火變形較小,21,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 始鍛溫度1100一

12、1140，終鍛溫度800850。鍛后要空冷到650700再轉(zhuǎn)入熱灰中緩冷。 (b) 退火工藝 CrWMn鋼鍛后均需等溫球化退火，退火加熱溫度790830，等溫溫度700720，退火后的組織比較均勻，退火硬度約為255207HBS。 (c) 淬火工藝 淬火加熱溫度820840，油淬硬度為6365HRC，直徑4050mm的鋼件油中可以淬透。CrWMn鋼經(jīng)860加熱、280等溫淬火后，強(qiáng)韌性明顯提高。 (d) 回火工藝 回火溫度200，回火硬度6062HRC。 (3) 應(yīng)用范圍 適于制造尺寸較大、形狀復(fù)雜、易變形、精度高的中小型模具，如：冷沖、擠壓的凹凸模，輕載沖裁模具、輕載拉深模具和彎曲翻邊模具,

13、22,5：Cr2鋼 Cr2鋼在成分上與GCr15基本相同，它是在T10鋼的基礎(chǔ)上加入一定量的Cr，因此，其淬透性、硬度、耐磨性都比碳素工具鋼高。而且，該鋼在淬火、回火時(shí)尺寸變化不大。 Cr12鋼除用于制造量具外，也用于制造拉絲模、冷鐓模等冷作模具零件,23,6 6CrNiSiMnMoV(GD)鋼 （新） 特點(diǎn)：GD鋼是一種碳化物偏析小而淬透性高的高強(qiáng)韌鋼。 成分：GD鋼的合金總量在4(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右，在CrWMn鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低含碳量，以減少碳化物偏析，同時(shí)添加Ni、Si、M。 (1) 力學(xué)性能 強(qiáng)韌性高：強(qiáng)韌性指標(biāo)接近基體鋼，有些韌性指標(biāo)超過基體鋼；GD鋼的沖擊韌度、小能量多沖抗力、斷裂

14、韌度、抗壓屈服點(diǎn)等均優(yōu)于CrWMn鋼和Cr12MoV鋼。 (2) 工藝性能 (a) 鍛造工藝 GD鋼的碳化物偏析小，下料后可直接使用。若需改鍛，鍛造性能好， GD鋼鍛造溫度區(qū)間寬，可以一次成形，成材率可達(dá)80以上。其加熱溫度10801120，始鍛溫度10401060，終鍛溫度850,24,b) 退火工藝 加熱到760780，保溫2h，然后以30/h的速度冷到680，再保溫6h，爐冷到550出爐空冷。 (c) 淬火及回火 淬火溫度870930，以900最佳，鹽浴爐加熱，加熱系數(shù)為45s/mm，可油淬、空冷或風(fēng)冷。回火溫度為175230，回火硬度為5862HRC 。 （3）應(yīng)用范圍 可代替CrWM

15、n、Crl2型、GCr15、6CrW2Si、9SiCr、9Mn2V等鋼制作各種類型的易崩刃、易斷裂的冷作模具，如冷擠模、冷彎模、冷鐓模、精密塑料模、溫?zé)釘D壓模等，另外，應(yīng)用于火焰淬火模具也已取得了可喜的進(jìn)展,25,四、空淬冷作模具鋼,一、空淬冷作模具鋼的一般特性： 空淬冷作模具鋼的合金含量比油淬冷作模具鋼高，且有較好的空冷淬硬性和較深的淬透深度，這對(duì)于要求經(jīng)淬火回火后仍保持形狀穩(wěn)定的復(fù)雜模具或高精度模具是十分有益的。 這些鋼具有良好的耐磨性，熱處理變形小。 二、常用空淬冷作模具鋼： Cr5Mo1V, Cr6WV, Cr4W2MoV, 8Cr2MnWMoVS(8Cr2S,26,1： Cr5Mol

16、V鋼 特點(diǎn)：Cr5Mo1V鋼是具有較好綜合性能的中合金冷作模具鋼。在空淬冷作模具鋼中，它具有較好的淬透性、較高的耐磨性和較小的熱處理變形。 （1）力學(xué)性能 Cr5Molv鋼的含鉻量中等，共晶碳化物少，碳化物分布均勻，耐磨性好，熱處理變形小，淬透性好。在較低的淬火溫度獲得較高的硬度。抗彎強(qiáng)度較Cr6WV鋼高,27,2）工藝性能 在950空淬：50mm152mm254mm的工件淬硬到6265HRC。Cr5MolV鋼的退火加熱溫度為840860，等溫溫度為740760，退火硬度為202229HBS。 （3）應(yīng)用范圍 用于制造重負(fù)荷、高精度的冷作模具。P32,28,2：Cr6WV鋼 特點(diǎn)： Cr6WV

17、鋼是一種具有較好綜合性能的高碳中鉻冷作模具鋼。淬火變形小，淬透性好，具有較好的耐磨性和一定的韌性。由于鋼中的合金元素和碳含量較低，所以其碳化物分布較Cr12和Cr12MoV鋼均勻。 （1）力學(xué)性能 強(qiáng)韌性高、耐磨性低、具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性：抗彎強(qiáng)度為350400MPa、沖擊韌度比Crl2MoV鋼高40,29,2）工藝性能 淬火溫度為960980，油淬硬度高于60HRC。 （3）應(yīng)用范圍 用于制造大批量生產(chǎn)薄板和中等厚度板料零件的大型沖模，也可用于制造小型精沖模、中等載荷冷擠壓凸模,30,31,3 Cr4W2MoV,Cr4W2MoV是代替Cr12而研制的一種新型高碳中鉻鋼，性能比較穩(wěn)定，其模具的使用

18、壽命較Cr12、Cr12MoV有較大的提高。 應(yīng)用：制造各種沖模、冷鐓模、落料模、冷擠凹模及搓絲板等工模具,32,4 8Cr2MnWMoVS (8Cr2S,8Cr2MnWMoVS鋼是我國(guó)研制的易切削精密冷作模具鋼。在具有較高強(qiáng)度和韌性的調(diào)質(zhì)狀態(tài)8Cr2S仍具有較好的切削加工性能，使模具在加工后可以直接使用，這對(duì)于形狀復(fù)雜或要求尺寸配合特別高的模具非常適用。 （1）力學(xué)性能：8Cr2S鋼具有高的強(qiáng)韌性，良好的切削加工性能和鏡面拋光性能，具有良好的表面處理性能，可進(jìn)行滲N、B、Cr、Ni等表面處理,33,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 鍛造性能較好，鍛造加熱溫度1100一1150，始鍛溫度為106

19、0，終鍛溫度900。鍛造后，MnS沿鍛軋方向延伸成條狀。鍛后要空冷到650700再轉(zhuǎn)入熱灰中緩冷。 (b) 退火工藝 可采用球化退火或一般退火工藝，等溫球化退化工藝為790810加熱2h，然后冷卻到700再保溫68h, 爐冷到550出爐，退火后的組織比較均勻，退火硬度約為255207HBS。（ 229HBS ） (c) 淬火回火工藝 8Cr2S鋼的熱處理工藝簡(jiǎn)單，淬透性好，淬火硬度高，作預(yù)先淬硬鋼時(shí)，如860920空淬、油淬或硝鹽分級(jí)淬火，100mm的鋼材空淬可以淬透，硬度可達(dá)6365HRC ， 淬火加熱溫度820840，油淬硬度為6264HRC， 550620回火2h，回火硬度 4048HR

20、C，可進(jìn)行各種常規(guī)加工。 (3) 應(yīng)用范圍 用該鋼制作的模具配合精度較其他合金工具鋼高12個(gè)數(shù)量級(jí)。制作手表零件沖裁模，模具壽命比CrWMn鋼高35倍。制作電器零件沖裁模，使用壽命較9Mn2V鋼高210倍。P36,34,五 高碳高鉻冷作模具鋼,高碳高鉻冷作模具鋼的一般特性 高碳高鉻模具鋼由于其間存在大量硬的碳化物而具有高的耐磨性，而且還具有變形小的特性，滿足了某些要求高強(qiáng)度、高耐磨性和淬火變形小，且在小的動(dòng)載荷下工作的模具的要求。 常用高碳高鉻冷作模具鋼 Cr12, Cr12MoV, Cr12Mo1V1（D2,35,1 Cr12鋼,Cr12鋼是高碳高鉻型冷作模具鋼的代表性鋼號(hào)之一。含有極高量的

21、C 2.002.30和 Cr 11.0013.00，屬于萊氏體鋼，所以有很高的淬透性、淬硬性和耐磨性，且淬火變形小。但當(dāng)碳化物不均勻時(shí)，變形量多向性且不規(guī)則，它的組織不良是主要缺點(diǎn)。 （1）力學(xué)性能：Cr12鋼具有較好的淬透性和良好的耐磨性，由于含碳量較高，容易形成不均勻的共晶碳化物，所以沖擊韌度較差，易脆裂,36,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 Cr12鋼的變形抗力大，鍛錘噸位要與毛坯的大小相適應(yīng)；導(dǎo)熱性差，加熱時(shí)必須分段預(yù)熱。鍛造預(yù)熱溫度為750一850，鍛造加熱溫度1050一1100，始鍛溫度為1000一1050，終鍛溫度850一900 。鍛后采用爐冷或砂冷并及時(shí)退火。 (b) 退火工藝

22、 Cr12鋼一般采用等溫球化退化工藝，在830850加熱23h，等溫溫度720740，保溫34h, 退火硬度約為217267HBS。 (c) 淬火回火工藝 一次硬化法淬火加熱溫度為960980空淬、油淬或硝鹽分級(jí)淬火，硬度可達(dá)6064HRC ，回火可選擇在160400進(jìn)行，注意避開275375 之間的回火脆性區(qū)，回火最好進(jìn)行2次。 二次硬化法淬火加熱溫度10501100，空淬、油淬或硝鹽分級(jí)淬火，硬度可達(dá)4060HRC 。工件在500520回火三次，可獲得高硬度。 (3) 應(yīng)用范圍 Cr12鋼多用于制造承受沖擊負(fù)荷小，要求高耐磨的冷沖模、冷剪切刃、鉆套、拉伸模等。P38,37,2 Cr12Mo

23、V,Cr12MoV鋼是由Cr12發(fā)展而來的，由于含碳量較低，且添加了Mo、V，碳化物不均勻性較Cr12有所改善，所以強(qiáng)度、韌度都比較高，有較好的熱加工性，且具有更高的淬透性，淬火變形較小，在300400時(shí)仍能保持良好的硬度和耐磨性。 （1）力學(xué)性能：Cr12MoV鋼具有較好的淬透性，300400mm的工件可以完全淬透，并有很高的耐磨性。淬火時(shí)體積變化小,38,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 Cr12MoV鋼的變形抗力比碳素工具鋼高23倍，鍛錘噸位要與毛坯的大小相適應(yīng)。鍛造預(yù)熱溫度為750一850，鍛造加熱溫度1080一1120，始鍛溫度為1000一1050，終鍛溫度850一900 。鍛后采用爐

24、冷或砂冷。鍛打時(shí)堅(jiān)持多向鐓撥、多次鐓撥，才能保證擊碎碳化物。 (b) 退火工藝 Cr12MoV鋼一般采用等溫球化退化工藝，在850870加熱24h，等溫溫度720740，保溫34h, 退火硬度約為207255HBS,39,c) 淬火回火工藝 低淬低回工藝：淬火加熱溫度為9501000，回火200，可獲得高的硬度和韌性，但抗壓強(qiáng)度較低。 中淬中回工藝：淬火加熱溫度為1030，回火400，可獲得最好的強(qiáng)韌性，較高的斷裂抗力。 高淬高回工藝：淬火加熱溫度為10801100，回火500520，可獲得良好的熱硬性，其耐磨性、硬度也較高，但抗壓強(qiáng)度和斷裂韌度較低。 (3) 應(yīng)用范圍 Cr12MoV鋼是冷作

25、模具鋼中應(yīng)用范圍最廣、數(shù)量最大的冷作模具鋼，幾乎所有的冷作模具中均有應(yīng)用，尤其是形狀復(fù)雜、高精度或重載荷的模具。但由于鋼中有大塊共晶碳化物及較嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物，鋼的脆性傾向大，因而限制了其應(yīng)用范圍。P39,40,3 Crl2MolVl,Crl2MolVl 簡(jiǎn)稱D2鋼，高耐磨微變形冷作模具鋼，同Crl2MoV鋼在化學(xué)成分上的差異是增加了Mo、V，改變了鋼的鑄造組織，細(xì)化了晶粒，改善了萊氏體的形貌，強(qiáng)韌性及耐磨性優(yōu)于Crl2MoV鋼，提高了模具的使用壽命。 （1）力學(xué)性能：Cr12Mo1V1鋼具有較好的淬透性，300400mm的工件可以完全淬透，并有很高的耐磨性。淬火時(shí)體積變化小,41,2）工藝性

26、能 (a) 鍛造工藝由于D2鋼的屈服點(diǎn)及塑性變形抗力較Crl2MoV鋼高，因而D2鋼的鍛造性能及熱塑成型性較Crl2MoV略差。鍛造溫度為10601100。 (b) 退火工藝 Cr12MoV鋼一般采用等溫球化退化工藝，在850870加熱24h，等溫溫度720740，保溫34h, 退火硬度約為207255HBS。 (C) 預(yù)調(diào)質(zhì)工藝在高合金鋼中，由于淬火溫度比較高，預(yù)調(diào)質(zhì)處理溫度可比模具最終熱處理的溫度低10 30?；鼗鹨苍谳^高的溫度下進(jìn)行，使處理后可以進(jìn)行精加工,42,d ) 淬火回火工藝 低淬低回工藝：淬火加熱溫度為9501000，回火200，可獲得高的硬度和韌性，但抗壓強(qiáng)度較低。 中淬中回

27、工藝：淬火加熱溫度為1030，回火400，可獲得最好的強(qiáng)韌性，較高的斷裂抗力。 高淬高回工藝：淬火加熱溫度為10801100，回火500520，可獲得良好的熱硬性，其耐磨性、硬度也較高，但抗壓強(qiáng)度和斷裂韌度較低。 (3) 應(yīng)用范圍 用D2鋼制造的滾絲輪、滾軋輪、“離合調(diào)整板”冷沖模，比用Crl2MoV鋼制造的可提高壽命56倍,43,六 基體鋼和低碳高速鋼,基體鋼是以高速鋼成分為基體，具有高速鋼正常淬火后的基本成分，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.5%左右，合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%12%范圍內(nèi)，故而得名。這類鋼不僅具有高速鋼的特點(diǎn)，而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼，材料成本比高速鋼低。有很高的抗壓強(qiáng)度和

28、耐磨性，在高溫條件下使用時(shí)，其紅硬性很好。耐磨性比高速鋼和高鉻合金鋼差，多用于熱處理中容易開裂的沖模，經(jīng)淬火、回火、低溫氮碳共滲處理后，用作冷擠壓凸模比高速鋼壽命高。 常用基體鋼和低碳高速鋼 6Cr4W3Mo2VNb, 7Cr7Mo2V2Si， 6W6Mo5Cr4V,44,1 6W6Mo5Cr4V,6W6Mo5Cr4V 簡(jiǎn)稱6W6鋼，是低碳高速鋼，相對(duì)于W6Mo5Cr4V2鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了0.21%，釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了1.051.11%，碳化物的不均勻性得到明顯改善，淬火狀態(tài)的抗彎強(qiáng)度和塑性提高了30%50%，沖擊韌度提高了50%100% 。 （1）力學(xué)性能：6W6鋼有較高的強(qiáng)度和韌性，

29、較好的耐磨性，并有較好的加工工藝性能。多用于要求強(qiáng)韌性高的冷擠壓模和冷沖模,45,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 6W6鋼因含鉬量較高。鍛造溫度范圍較窄，鍛造工藝為：加熱溫度1100一1140，始鍛溫度為1050一1100，終鍛溫度800一900 。需深透鍛造，控制流線方向。 (b) 退火工藝 6W6鋼鍛后退火，普通球化退化工藝：加熱到850860保溫12h，爐冷到550后出爐空冷。等溫球化退化工藝：加熱到850860保溫12h，慢冷到740750保溫34h，爐冷到550后出爐空冷。退火硬度約為197255HBS。 (c) 淬火、回火工藝 為了獲得良好的韌性和較高的耐磨性，通常采用較低溫度淬火

30、，較高溫度回火。工藝為：加熱到溫度11801200淬火，在560580回火三次，每次1.5h，硬度為60 63HRC。 (3) 應(yīng)用范圍 用6W6鋼可替代高速鋼和高碳高鉻鋼，制造鋼鐵材料冷擠壓沖頭或冷鐓沖頭，壽命可提高210倍。但6W6鋼的含碳量低，且易脫碳，因此耐磨性稍差。P42,46,2 6Cr4W3Mo2VNb,6Cr4W3Mo2VNb 簡(jiǎn)稱65Nb鋼，是一種含鈮基體鋼，（冷、熱兼用）。Cr，W，Mo，V的含量設(shè)計(jì)取自淬火狀態(tài)的W6Mo5Cr4V2高速鋼的基體成分，合金元素在模具鋼中的作用與高速鋼相似。鋼中還加入少量強(qiáng)碳化物元素Nb。 （1）力學(xué)性能： 65Nb鋼有較高的強(qiáng)韌性，其韌性比

31、母體高速鋼W6Mo5Cr4V2和高碳高鉻鋼都高。 但在壓力超過2450MPa的模具上應(yīng)用，并要求有高耐磨的情況下，65Nb鋼的抗壓屈服強(qiáng)度和耐磨性均顯不足,47,2）工藝性能 (a) 鍛造工藝 鍛造性能良好，鍛造時(shí)要緩慢加熱，保證透燒，加熱溫度11201150。始鍛溫度不宜太高，11001120，終鍛溫度不宜過低，850900。鍛后應(yīng)回火，緩冷（砂冷或爐冷）或及時(shí)退火。65Nb鋼的抗氧化性良好，屬于高合金鋼，導(dǎo)熱性差，與高速鋼、高鉻工具鋼相比，變形抗力低，高溫韌性好。 (b) 退火工藝 65Nb鋼鍛后退火，常規(guī)球化退化工藝：加熱到860保溫34h，爐冷到550后出爐空冷。等溫球化退火工藝：加熱

32、到860保溫34h，慢冷到740等溫56h，爐冷到500后出爐空冷。退火硬度約為217HBS。等溫時(shí)間延長(zhǎng)到9h，硬度約為187HBS?？梢圆捎美鋽D壓成形。 (c) 淬火、回火工藝 65Nb鋼的淬火溫度10801180，為保證成分均勻，晶粒不長(zhǎng)大在鹽浴爐中加熱。根據(jù)模具形狀可油冷、油空冷和分級(jí)淬火等。在520560回火二次，硬度為57 63HRC。 (3)應(yīng)用范圍 65Nb鋼工藝性能良好，熱處理工藝范圍寬。P43,48,3 7Cr7Mo2V2Si,7Cr7M02V2Si 簡(jiǎn)稱LD鋼,是一種不含鎢的基體鋼。鋼中C，Cr，Mo，V的含量都高于高速鋼基體，所以鋼的淬透性和二次硬化能力都得到提高，未溶

33、的VC還能顯著細(xì)化奧氏體晶粒，提高鋼的韌性和耐磨性。加入1%的Si可強(qiáng)化基體，提高回火穩(wěn)定性。 7Cr7M03V2Si 簡(jiǎn)稱LD1鋼。 （1）力學(xué)性能：在保持高韌性的情況下，其抗壓、抗彎強(qiáng)度及耐磨性均優(yōu)于65Nb鋼,49,2）工藝性能 ( a ) 鍛造工藝 LD鋼的熱塑性比高碳高鉻鋼好，鍛造性能類似65Nb鋼。 ( b ) 退火工藝 LD鋼的脫碳敏感性比高碳高鉻鋼大，宜采用真空爐或控制氣氛爐進(jìn)行退火，退火工藝采用直接退火，工藝：加熱到830860保溫23h，以不超過30/h爐冷到550后出爐快冷。等溫退火工藝：加熱到830860 保溫23h，慢冷到750770等溫46h，爐冷到550后出爐快冷

34、。退火硬度約為241269HBS。 ( c ) 淬火、回火工藝 LD鋼的淬火溫度11001150。在530570回火2、3次，每次1、2h硬度為57 63HRC。 (3) 應(yīng)用范圍 由于LD鋼具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性，適合要求高強(qiáng)韌性、高沖擊負(fù)荷下的模具。P44,50,4 5Cr4Mo3SiMnVAl（新,5Cr4Mo3SiMnVAl 簡(jiǎn)稱012Al鋼，是冷熱模具兼用鋼，屬于基體鋼，具有較好的綜合性能和熱穩(wěn)定性。此鋼的冷熱疲勞抗力和耐磨性高于3Cr2W8V鋼。012Al鋼因合金元素含量多，鍛造性能比3Cr2W8V鋼差。鍛造加熱溫度11001140，始鍛溫度10501080，終鍛溫度850，鍛后

35、要回火，緩冷(砂冷或爐冷)或及時(shí)退火。 012Al鋼的鍛造抗力大，鍛造過程中需充分預(yù)熱和保溫，鍛打時(shí)應(yīng)采用“輕一重一輕”的方法，落錘均勻，避免連續(xù)重錘，嚴(yán)禁放冷錘，以防出現(xiàn)內(nèi)裂等缺陷,51,七 高耐磨高強(qiáng)模具鋼,高耐磨高強(qiáng)模具鋼的一般特性 具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度、高耐磨性和高的熱穩(wěn)定性。但韌性較低。 常用高耐磨高強(qiáng)模具鋼 W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2，W12Mo3Cr4V3N,52,高耐磨高強(qiáng)韌冷作模具鋼（新） 9Cr6W3Mo2V2 9Cr6W3M02.5V2.5 簡(jiǎn)稱GM鋼，是一種高耐磨高強(qiáng)韌冷作模具鋼。硬度接近于高速鋼，韌性和強(qiáng)度優(yōu)于高速鋼和高鉻工具鋼。GM鋼中Cr、W、Mo、

36、V等合金元素配比合理，碳的加入按平衡碳的規(guī)律配碳，未溶碳化物細(xì)小、彌散分布，避免了粗大一次碳化物的產(chǎn)生。GM鋼的鍛造工藝為：鍛造前應(yīng)緩慢加熱，充分透燒，加熱溫度為11201150，始鍛溫度為11001120，終鍛溫度為850900。冷卻方式：鍛后緩冷或及時(shí)退火處理，以防開裂。GM鋼鍛造時(shí)采取輕一重一輕法操作，反復(fù)鐓拔，可進(jìn)一步改善碳化物的不均勻性。 應(yīng)用：冷軋鋼帶沖模，多工位級(jí)進(jìn)模等,53,Cr8MoWV3Si Cr8MoWV3Si 簡(jiǎn)稱ER5鋼，此鋼提高了含碳量、含釩量，以及Cr、Mo、W碳化物形成元素，保證了鋼中具有強(qiáng)韌性基體及細(xì)小均勻分布的特殊碳化物，從而使ER5鋼具有高耐磨及高韌性。強(qiáng)

37、韌性和耐磨性均比Crl2MoV鋼高。ER5鋼鍛造性能良好，始鍛溫度為1150，終鍛溫度900，鍛后緩冷，鍛坯近于終鍛溫度時(shí)，輕擊快打可提高鍛造質(zhì)量。 應(yīng)用：制作精密、重栽和高速冷沖模具，能顯著提高模具壽命。是國(guó)內(nèi)硅鋼片沖模的最高壽命,54,八 其它類型冷作模具鋼,1，火焰淬火冷作模具鋼7CrSiMnMoV 簡(jiǎn)稱CH1鋼，屬于低合金鋼，是具有火焰淬硬性能的冷作模具鋼。CH1鋼無大量的過剩碳化物，鍛造性能良好，塑性變形抗力與中碳合金鋼40Cr及低合金工具鋼9Mn2V相近。鍛造加熱溫度為11501200，始鍛溫度為11001120，終鍛溫度為800850，冷卻方式為灰冷或爐冷。 力學(xué)性能，工藝性能，

38、應(yīng)用 P50 馬氏體時(shí)效鋼18Ni,55,火焰淬火是在刃口或需要硬度和耐磨性高的部位用氧乙炔火焰加熱至淬火溫度，在空氣中冷卻，即可達(dá)到火焰淬火的目的。由于火焰淬火溫度區(qū)域?qū)挘圆僮鞣奖?，變形小，整個(gè)凸?；虬寄＞刹捎梅侄未阌病?由于火焰淬火鋼制造模具，各機(jī)械加工工序均在火焰淬火之前完成，材料處于低硬度下加工，故加工容易，且能保證精度。由于火焰淬火只淬刃口部分，基體硬度較低，如遇有加工遺漏，設(shè)計(jì)更改，尺寸變動(dòng)，都具有重新改制加工的余地。對(duì)于多孔位的沖模或復(fù)雜型腔的零部件，刃口表面火焰淬火，型腔和孔距變形小，因此簡(jiǎn)化了制造工藝，從而降低了成本。此外，這類鋼還具有良好的焊接性能，對(duì)在使用中崩刃的模

39、具可進(jìn)行焊補(bǔ),56,2 特殊用途冷作模具鋼,2.1 耐蝕模具鋼9Cr18，Cr18MoV等 2.2無磁冷作模具鋼7Mn15Cr2Al13V2WMo 簡(jiǎn)稱7Mn15鋼，在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體組織，具有非常低的磁導(dǎo)率、高的硬度、強(qiáng)度和較好的耐磨性。 化學(xué)成分，工藝性能，力學(xué)性能，應(yīng)用。P51,57,3 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金,3.1 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是以硬而難熔金屬碳化物(碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻等)粉末為基體，以鐵族金屬(主要是鈷)作粘結(jié)劑，混合加壓成形，再經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金多相組合材料。硬質(zhì)合金的種類有鎢鈷類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)、通用合金類(YW)、碳化鈦基類(YN)等。

40、沖模常采用鎢鈷類硬質(zhì)合金(YG)制作。 硬質(zhì)合金與其他模具鋼比較，具有更高的硬度和耐磨性，但抗彎強(qiáng)度和韌性差，所以，一般都選用含鈷量多、韌性大的牌號(hào)。對(duì)沖擊大、工作壓力大的模具，如冷擠壓?？蛇x用含鈷量較高的YG20、YG25等牌號(hào)；YGl5、YG20用于沖裁模；YG6、YG8、YG11用于拉深模。用硬質(zhì)合金比一般工具鋼制模具壽命可高出5100倍,58,3.2 鋼結(jié)硬質(zhì)合金,用硬質(zhì)合金作模具材料，硬度和耐磨性比較理想，但韌性差，加工困難。而鋼結(jié)硬質(zhì)合金卻可取長(zhǎng)補(bǔ)短。鋼結(jié)硬質(zhì)合金是一種新型的模具材料，是以一種或幾種碳化物(碳化鈦、碳化鎢)為硬質(zhì)相，以合金鋼(如高速鋼、鉻鉬鋼)粉末為粘結(jié)劑，經(jīng)配料、

41、混料、壓制、燒結(jié)而成的粉末冶金材料。其性能介于鋼與硬質(zhì)合金之間。它既有高的強(qiáng)、韌性又可進(jìn)行各種機(jī)械加工及熱加工，并具有硬質(zhì)合金的高硬度，經(jīng)淬火、回火后可達(dá)6873HRC、高耐磨性，因此，極適于制造各種模具。但由于硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金價(jià)格貴，且又韌性差，因此宜用鑲嵌件形式在模具中出現(xiàn)，以提高模具的使用壽命、節(jié)約材料、降低成本。 常用的鋼結(jié)硬質(zhì)合金牌號(hào)有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等,59,GT35、TLMW50、GW50鋼結(jié)硬質(zhì)合金 脆性大，在鍛造過程中應(yīng)以多向應(yīng)力、單向變形的鍛造方式較為合適。鍛造中采用二輕一重的原則，鍛比可取2。自由鍛時(shí)每火徑向變形取6%15%，模鍛時(shí)

42、每火軸向變形取15%25%(開坯時(shí)取下限，鍛透后取上限)，鍛坯愈大，相應(yīng)的變形愈小,60,DT鋼結(jié)硬質(zhì)合金 顯微組織具有硬質(zhì)顆粒均勻彌散分布，顆粒尺寸細(xì)小，而GT35、TLMW50等鋼結(jié)硬質(zhì)合金中的硬質(zhì)顆粒的分布呈明顯的聚集狀態(tài)，均勻度較差。DT合金的可鍛性優(yōu)于其他硬質(zhì)合金，可鍛溫度較寬，熱塑性較好，扭轉(zhuǎn)720度后來出現(xiàn)裂紋，其他品種不是一周就易出現(xiàn)裂紋。鍛造工藝為：700800預(yù)熱，11501200始鍛，850900終鍛。在第一、二次鍛打時(shí)，力求輕拍快打，進(jìn)行鐓粗，滾圓。每次鍛打變形量控制在5%左右，須變向進(jìn)行十字交叉鍛打，以求鍛透。改形鍛打時(shí)，變形量可適當(dāng)增加到10%15%。達(dá)到終鍛溫度時(shí)

43、，應(yīng)及時(shí)停止鍛打，重新回爐加熱后再繼續(xù)鍛打，鍛后必須緩冷,61,九 冷作模具鋼材料的選用,1，選用原則 常用冷作模具材料的性能對(duì)比 沖模工作零件常用材料及硬度要求 沖模結(jié)構(gòu)零件用材料及硬度要求 采用新舊材料制造模具時(shí)的模具壽命對(duì)比,62,2 冷作模具鋼材料的選用,2.1 沖裁模模具材料的選用 壽命、被沖材質(zhì)、生產(chǎn)批量、形狀、精度要求、價(jià)格等。 (1)薄板沖裁模具用鋼: 薄板沖裁模國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來主要用材有T10A，CrWMn，9Mn2V，Cr12及Cr12MoV鋼等。 新鋼種的應(yīng)用P56。 (2)厚板沖裁模具用鋼: 一般批量較小時(shí)，可選T8A鋼，用T8A鋼制作模具壽命不高。 對(duì)于批量較大的厚板沖裁

44、?？蛇x用W18Cr4V鋼或W6Mo5Cr4V2鋼制作凸模，用Cr12MoV鋼制作凹模。 新鋼種應(yīng)用見表：282、283,63,Cr4W2MoV鋼 也是高耐磨微變形高碳中鉻鋼，替代 Cr12 型鋼而研制的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高于 Cr12MoV ，適于制作形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的沖壓模具，可用于硅鋼片沖裁模。 Cr4W2MoV 鋼的熱處理工藝：要求強(qiáng)度、韌性較高時(shí)，采用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度 960980 ，回火溫度 280320 ，硬度 6062HRC 。要求熱硬性和耐磨性較高時(shí)，采用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度 10201040 ，回火溫度 50 0540 ，硬度 6

45、062HRC,64,2.2 拉深模模具材料的選用 由于拉深模具的失效主要為粘附磨損和磨粒磨損，并以粘附磨損為主。因此選用的模具材料必須具有較高的耐磨性和抗粘附性能，以及足夠的強(qiáng)度。選用時(shí)還應(yīng)考慮被拉深材料的板料厚度、 拉深件的尺寸形狀以及生產(chǎn)批量的大小等因素。 （一）輕載拉深（拉深薄鋼板和 銅、 鋁合金）時(shí)的模具材料 生產(chǎn)批量較小時(shí)，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的筒形 淺拉深件 ，可選用 T8 、 T10 鋼； 對(duì)于形狀復(fù)雜的中小型件，選用 CrWMn 、 9Mn2V 。 中批量生產(chǎn)或生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 。 生產(chǎn)批量很大時(shí)，選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。 （二）重載拉深（拉深厚鋼板、反拉深

46、、變薄拉深）時(shí)的模具材料 生產(chǎn)批量較小時(shí)，可選用 T10 、 CrWMn 。 生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 以及 GM 鋼。 GM 鋼的強(qiáng)度和韌性高于高速鋼、 Cr12MoV ；抗粘附磨損和磨粒磨損能力明顯優(yōu)于基體鋼和 Cr12MoV ，在拉 深模方面 已得到較好應(yīng)用。 生產(chǎn)批量很大時(shí)，考慮選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金,65,三）拉深不銹鋼、 高鎳合金鋼 、耐熱鋼板的模具材料 拉深這類材料時(shí)，容易發(fā)生粘附和拉毛，首選模具材料為鋁青銅。 生產(chǎn)批量較小時(shí)，可選用鋁青銅、 T10A （鍍硬鉻，注意采用鍍硬鉻工藝時(shí)鍍層不能太厚，以防拉深時(shí)剝落）。 生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用鋁青銅、 Cr12MoV

47、、 Cr12Mo1V1 （表面滲氮）。 生產(chǎn)批量很大時(shí)，選用硬質(zhì)合金。 （四）大型 拉深件 、汽車覆蓋件的拉深模具材料 可以選用合金鑄鐵或高強(qiáng)度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤(rùn)滑油，組織中的石墨具有自潤(rùn)滑作用，能有效地減輕拉深中的摩擦，而且成本較低、容易加工。 高強(qiáng)度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火，以獲得較高的強(qiáng)度和韌性，硬度為 5558 HRC 。先將模具緩慢預(yù)熱后再加熱至 880900 ，保溫后先空氣預(yù)冷，然后鹽水 淬冷至 550 左右即轉(zhuǎn)入 油冷，當(dāng)模溫 降至 250 左右，放入 180200 的熱油中等溫保持 23 小時(shí)，再將油溫降至 170 左右等溫 57 小時(shí)，最后轉(zhuǎn)入空

48、冷。 選用舉例見表284,66,2.3 擠壓模模具材料的選用 傳統(tǒng)的冷擠壓模模具材料有碳素工具鋼T10A鋼，高碳低合金鋼CrWMn，60Si2Mn鋼，高耐磨冷作模具鋼Cr12，Cr12MoV鋼，冷作模具用高速鋼W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2鋼等。 選用舉例見表285,67,2.4 冷鐓模模具材料的選用 （1）凸模必須承受強(qiáng)烈的沖擊力，對(duì)模具壽命要求不高或輕載的冷鐓模： 凸?？刹?SiCr，T10A，Cr12MoV，GCr15，60Si2Mn鋼制造； 凹?？刹捎肨10A，Cr12MoV，GCr15鋼制造; （2）對(duì)于重載、高壽命冷鐓模，應(yīng)采用高強(qiáng)韌性、高耐磨性新型模具鋼，如012Al，65

49、Nb，LD，LM，18Ni，GM，6W6Mo5Cr4V鋼。 應(yīng)用舉例見表286,68,3 冷作模具鋼的熱處理工藝,3.1 冷作模具的制造工藝路線 常用冷作模具的制造工藝路線如下: (1)一般成型冷作模具 鍛造球化退火機(jī)械加工成型淬火與回火鉗修裝配; (2)成型磨削及電加工冷作模具 鍛造球化退火機(jī)械粗加工淬火與回火精加工成型（凸模成型磨削，凹模電加工）鉗修裝配; (3)復(fù)雜冷作模具 鍛造球化退火機(jī)械粗加工高溫回火或調(diào)質(zhì)機(jī)械加工成型 鉗修裝配。 總之，模具制造工藝路線應(yīng)根據(jù)材質(zhì)及使用性能，選擇合理的熱處理工藝方案，并根據(jù)模具具體情況在工藝路線中合理安排。但這也不是一成不變的，對(duì)于同一材質(zhì)的不同模具

50、，可采用不同的熱處理方法、不同的工藝路線，因而獲得的組織及機(jī)械性能也不相同。在生產(chǎn)中應(yīng)針對(duì)滿足模具的要求適當(dāng)安排，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益,69,3.2 冷作模具材料的熱處理特點(diǎn) (1) 冷作模具鋼含合金元素量多且品種多，合金化較復(fù)雜。鋼的導(dǎo)熱性差，而奧氏體化溫度又高，因此加熱過程宜緩慢，多采用預(yù)熱或階梯式升溫方式。 (2) 為保護(hù)鋼的表面質(zhì)量，加熱介質(zhì)應(yīng)予重視，所以普遍采用控制氣氛爐、真空爐等先進(jìn)加熱設(shè)備和方法，鹽浴加熱應(yīng)充分凈化。 (3) 在達(dá)到淬火目的的前提下，應(yīng)采用較緩和的冷卻方式，如等溫淬火、分級(jí)淬火、高壓氣淬、空冷淬火等。 (4) 為了進(jìn)一步強(qiáng)化，應(yīng)采用冷處理、滲氮等表面處理方式。

51、(5) 鹽浴處理后應(yīng)及時(shí)清理，并高度重視工序間的防護(hù)工作。 (6) 冷作模具鋼價(jià)格昂貴，冷作模具工件加工復(fù)雜、周期長(zhǎng)、制造成本高、不宜返修。所以工藝制定和操作應(yīng)十分慎重，以保證生產(chǎn)全過程的安全,70,7) 線切割加工對(duì)模具熱處理的影響： 沖裁模的加工工藝、工作條件、失效形式、性能要求不同，其熱處理特點(diǎn)也不同。對(duì)有線切割加工的模具，線切割工序安排在淬火和回火之后，因?yàn)樗茐牧斯ぜ崽幚砗蟮膽?yīng)力狀態(tài)，并在表層產(chǎn)生了600900 MPa的拉應(yīng)力，造成了局部應(yīng)力的疊加，導(dǎo)致在線切割加工過程中的變形和開裂。這種變形和開裂既和被切割工件的尺寸有關(guān)，又和被切除部分的體積有關(guān)。這是因?yàn)槌叽缭酱?，?nèi)應(yīng)力越大;切

52、去部位越多，造成內(nèi)應(yīng)力的局部疊加的幾率越大，變形和開裂的可能性越大,71,3.3 典型冷作模具材料的熱處理,3.3.1 冷沖裁模的熱處理 冷沖裁模的熱處理特點(diǎn) 薄板沖裁模的熱處理特點(diǎn): 厚板沖裁模的熱處理特點(diǎn): 厚板沖裁模失效分析表明，崩刃、折斷往往是厚板沖裁模最早出現(xiàn)的失效形式。合理選擇回火工藝，生產(chǎn)中制定熱處理工藝時(shí)可參考如下方法: 高碳鋼低溫、短時(shí)、快速加熱工藝: 等溫淬火工藝: 利用多次相變重結(jié)晶，促使奧氏體晶粒細(xì)化: 細(xì)化碳化物處理: 典型沖孔模熱處理如圖211,72,國(guó)內(nèi)薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、 9Mn2V 、 Cr12 和 Cr12MoV 等。 其中 T10

53、A 為碳素工具鋼，有一定強(qiáng)度和韌性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡(jiǎn)單、尺寸小、數(shù)量少的沖裁模具。 T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為： 760810 水或油 淬， 160180 回火，硬度 5962HRC 。 CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種，淬火操作簡(jiǎn)便，淬透性優(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低，應(yīng)用于中等批量、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 820840 油冷 ，回火溫度 200 ，硬度 6062HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 780820 油冷 ，回火溫度 150200 ，空

54、冷，硬度 6062HRC 。注意 回火溫度在 200300 范圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應(yīng)予避開,73,3.3.2 冷拉深模的熱處理,1)冷拉深模的性能要求 在冷拉深時(shí)，沖擊力很小，主要要求模具具有高的強(qiáng)度和耐磨性，在工作時(shí)不發(fā)生粘附和劃傷，具有一定韌性及較好的切削加工性能，并要求熱處理時(shí)模具變形小。對(duì)模具用鋼的強(qiáng)度要求可以根據(jù)被拉深材料的強(qiáng)度和板材的厚度來決定，拉深件批量的大小及形狀也應(yīng)予以考慮。 (2)冷拉深模的熱處理特點(diǎn) 制定和實(shí)施熱處理工藝時(shí)主要注意以下幾點(diǎn): 避免模具表面產(chǎn)生氧化、脫碳 避免模具表面產(chǎn)生硬化接點(diǎn) 對(duì)被拉深材料進(jìn)行良好的潤(rùn)滑 典型拉深模的熱處理工藝如圖29所示,74,

55、3.3.3 冷擠壓模的熱處理,1)冷擠壓模模具的性能要求 冷擠壓時(shí)，金屬在三向不均勻的壓力下產(chǎn)生塑性變形，這就需要模具不但具有很高的強(qiáng)度和耐磨性，能承受住反復(fù)作用的高壓力而不發(fā)生破壞，而且還應(yīng)該具備抵抗微小塑性變形的能力，才能保證模具在高壓下工作時(shí)不變形。此外，金屬變形過程中會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，使工件和模具的溫度升高，因此還需要模具具有較高的回火穩(wěn)定性。 (2)冷擠壓模模具的熱處理特點(diǎn) 為了能滿足冷擠壓模具的性能要求，在制定和實(shí)施熱處理工藝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 避免材料碳化物偏析 采用常用工藝的下限溫度淬火 控制一定的殘余奧氏體量 采用等溫淬火方法 應(yīng)用表面強(qiáng)化處理 在使用過程中進(jìn)行低溫去應(yīng)力回火 典型冷擠壓模熱處理工藝如表6-21所示,75,3.3.4 冷鐓模的熱處理,1)冷鐓模模具的性能要求 冷鐓壓是指金屬坯料在室溫下受沖擊壓力后高度方向尺寸減少，而垂直于壓力方向的橫截面積尺寸增加的成型方法。 要求冷鐓模具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨和足夠的韌性。為保證冷鐓模具有較好的強(qiáng)度和韌性，冷鐓凹模的表層應(yīng)有1.5mm以上的硬化層，硬度為5862HRC，而心部只需硬度較低、韌性較好的索氏體組織，不能將整個(gè)截面都淬硬。 (2)冷鐓模模具的熱處理特點(diǎn) 為了能滿足冷鐓模