模具材料與熱處理 課件 項(xiàng)目7 其他模具零件材料與熱處理的選用

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武項(xiàng)目七其他模具零件材料與熱處理的選用

項(xiàng)目內(nèi)容壓鑄模、熱鍛模、熱擠壓模、熱沖裁模、玻璃模零件材料及熱處理的選用學(xué)習(xí)目標(biāo)了解壓鑄模、熱鍛模、熱擠壓模、熱沖裁模、玻璃模零件材料及熱處理的選用主要知識(shí)點(diǎn)壓鑄模零件材料及熱處理的選用熱鍛模零件材料及熱處理的選用熱擠壓模零件材料及熱處理的選用熱沖裁模零件材料及熱處理的選用玻璃模具零件材料及熱處理的選用湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用壓鑄模是由定模和動(dòng)模兩個(gè)主要部分組成的。定模固定在壓鑄機(jī)壓室一方的定模座板上，是金屬液開始進(jìn)人壓鑄模型腔的部分，也是壓鑄模型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機(jī)的噴嘴或壓室連接。動(dòng)模固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)模座板上，隨動(dòng)模座板向左、向右移動(dòng)與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機(jī)構(gòu)設(shè)在其內(nèi)。壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)，如圖7-1所示。7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)1.壓鑄模的組成湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用壓鑄模通常包括以下結(jié)構(gòu)單元：（l）成形部分在定模與動(dòng)模合攏后，形成一個(gè)構(gòu)成鑄件形狀的空腔（成形空腔），通常稱為型腔，而構(gòu)成型腔的零件即為成形零件。（2）模架包括各種模板、座架等構(gòu)架零件，其作用是將模具各部分按一定的規(guī)律和位置加以組合和固定，并使模具能夠安裝到壓鑄機(jī)上。（3）導(dǎo)向零件（4）頂出機(jī)構(gòu)（5）澆注系統(tǒng)（6）排溢系統(tǒng)（7）其他零件7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)1.壓鑄模的組成湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用壓鑄模的結(jié)構(gòu)組成，見表7-1。7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)1.壓鑄模的組成湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用熱室壓鑄機(jī)用壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)，如圖7-2所示。7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)2.壓鑄模的典型結(jié)構(gòu)：湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用立式冷室壓鑄機(jī)用壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)，如圖7-3所示7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)2.壓鑄模的典型結(jié)構(gòu)：1—定模座板；2—傳動(dòng)齒條；3—定模套板；4—?jiǎng)幽Ｌ装澹?—齒軸；6、21—銷；7—齒條滑塊；8—推板導(dǎo)柱；9—推桿固定板；10—推板導(dǎo)套；11—推板；12—限位墊圈；13、22—螺釘；14—支承板；15—型芯；16—中心推桿；17—成形推桿；18—復(fù)位桿；19—導(dǎo)套；20—通用模座；23—導(dǎo)柱；24、30—?jiǎng)幽ｈ倝K；25、28—定模鑲塊；26—分流錐；27—澆口套；29—活動(dòng)型芯；31—止轉(zhuǎn)塊湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用臥式冷室壓鑄機(jī)偏心澆口壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)，如圖7-4所示。7.1.1壓鑄模的組成與典型結(jié)構(gòu)2.壓鑄模的典型結(jié)構(gòu)：湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用壓鑄模具是在高壓（30～150MPa）下將400～16000C的熔融金屬壓鑄成型。成型過程中，模具周期性地經(jīng)加熱和冷卻，且受到高速噴入的灼熱金屬?zèng)_刷和腐蝕。因此，模具用鋼要求有較高的熱疲勞抗力、導(dǎo)熱性及良好的耐磨性、耐蝕性、高溫力學(xué)性能。壓鑄模具的選材，主要依據(jù)澆鑄金屬的溫度以及澆注金屬的種類而定。溫度越高，壓鑄模的破壞及磨損也越嚴(yán)重。由于壓鑄模的各部件在不同條件下服役，受到澆注金屬?zèng)_擊而且磨損較嚴(yán)重，因此對(duì)壓鑄模硬度要求應(yīng)根據(jù)零件的用途以及澆注金屬種類的不同而有所區(qū)別。例如，對(duì)磨損較嚴(yán)重的部件應(yīng)比那些主要在受熱條件下工作的零件，具有更高的硬度。

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理1.壓鑄模具的工作條件及性能要求湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用壓鑄模主要零件材料的選用及熱處理要求，見表7-3。

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理2.壓鑄模的材料選擇和熱處理湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用對(duì)于銅合金壓鑄模鑲塊材料，國外大多采用3Cr2W8V鋼，也有采用附加ω(Co)=2%～5%，或ω(Ni)=2%的鋼；對(duì)鋁鎂合金壓鑄模鑲塊，大多采用鉻鉬系熱模鋼，如美國采用H11、H12、H13，德國的X38CrMoV51，日本采用SKD6和SKD61，俄羅斯采用鉻鎢系熱模鋼4Cr5W2VSi。美國、德國、俄羅斯等國壓鑄模用鋼的化學(xué)成分及應(yīng)用范圍，分別見表7-4、表7-5、表7-6。

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理3.國外的壓鑄模用模具鋼湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用表7-4美國壓鑄模用鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和用途

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理3.國外的壓鑄模用模具鋼湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用表7-5德國壓鑄模用鋼的鋼號(hào)、用途以及硬度和強(qiáng)度

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理3.國外的壓鑄模用模具鋼湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用表7-6俄羅斯壓鑄模零件所采用的鋼號(hào)

7.1.2壓鑄模零件材料的選擇及熱處理3.國外的壓鑄模用模具鋼湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.1壓鑄模零件材料及熱處理的選用【實(shí)例7-1】圖7-5所示為屏蔽盒壓鑄件簡圖，材料為YZAlSi12，合金代號(hào)為YL102，壓鑄件未注尺寸精度取IT14級(jí)，未注鑄造圓角為Rl.5。圖7-6所示為屏蔽盒壓鑄模裝配圖簡圖。請(qǐng)根據(jù)本書及有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇模具零件材料及熱處理。7.1.3壓鑄模零件材料及熱處理選用實(shí)例湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.2熱鍛模零件材料及熱處理的選用熱鍛模是在高溫下通過沖擊力或壓力對(duì)金屬坯料進(jìn)行熱加工成型的模具，熱鍛模包括錘鍛模、壓力機(jī)鍛模、熱徽模、精鍛模和高速鍛模等，其中錘鍛模最有代表性。熱鍛模用鋼主要用于各種尺寸的錘鍛模、平鍛機(jī)鍛模、大型壓力機(jī)鍛模等。錘鍛模的性能要求主要是：較高強(qiáng)度和良好的韌性，良好的耐磨性和耐冷熱疲勞性，由于模具尺寸比較大，應(yīng)具有高的淬透性7.2.1熱鍛模的工作條件與性能要求湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.2熱鍛模零件材料及熱處理的選用根據(jù)熱鍛模種類、鍛模大小、鍛模形狀復(fù)雜程度等情況，錘鍛模的選材可參照表7-8，其他熱鍛模的選材可參照表7-9。7.2.2熱鍛模零件材料及熱處理的選用湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.3熱擠壓模零件材料及熱處理的選用錘鍛模是在模鍛錘上使用的熱作熱擠壓模具是在高溫、高壓、磨損和熱疲勞等惡劣條件下服役的。熱擠壓模具的工作特點(diǎn)是加載速度較慢，因此，模具所承受的沖擊載荷比熱鍛模小，對(duì)沖擊韌度與淬透性的要求沒有熱鍛模具鋼高。但其工作時(shí)與熾熱金屬接觸的時(shí)間比熱鍛模長，受熱溫度比熱鍛模高。由于擠壓模具經(jīng)常受到急冷、急熱的交替作用，導(dǎo)致的熱疲勞損壞更為嚴(yán)重，因此要求擠壓模具材料具有很高的室溫及高溫硬度和熱穩(wěn)定性，有較高的抗氧化能力，以減緩模具磨損失效的發(fā)生。

對(duì)熱擠壓模的性能要求主要是：高的熱穩(wěn)定性，良好的冷熱疲勞抗力和高耐磨性，較高的高溫強(qiáng)度和足夠的韌性7.3.1熱擠壓模的工作條件與性能要求湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.3熱擠壓模零件材料及熱處理的選用選用時(shí)，主要應(yīng)根據(jù)被擠壓金屬種類及擠壓溫度來決定，另外也應(yīng)考慮到擠壓比、擠壓速度和潤滑條件對(duì)模具使用壽命的影響，熱擠壓模具的選材可參照表7-10。7.3.2熱擠壓模零件材料及熱處理的選用湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.4熱沖裁模零件材料及熱處理的選用熱沖裁模的工作特點(diǎn)是，凸模磨損并不嚴(yán)重，故要求硬度不必過高，有35～40HRC即可；凹模則要求硬度較高，應(yīng)為43～45HRC，以保證其耐磨性。凹模有整體式及組合式兩種。整體式凹模適用于中、小型或簡單的切邊模；組合式凹模由兩塊或多塊鑲塊組成，制造工藝簡單易行，熱處理變形小，不易淬火開裂，也便于調(diào)整、更換及修復(fù)使用，特別適用于大型及形狀復(fù)雜的切邊模。切邊模在工作過程中要承受一定的沖擊載荷，在剪切過程中，凹模刃口與毛坯相摩擦，易使刃口磨損變鈍，同時(shí)還因?yàn)榻饘倥髁仙系膫鳠岫郎?，但由于所使用的鍛壓設(shè)備不同，所加工的金屬坯料的尺寸不同，使各類熱沖裁模的刃口部位所承受的熱載荷與機(jī)械載荷有很大的區(qū)別，其失效形式主要有刃口磨損、崩刃、卷邊和斷裂等。這就要求熱切邊模材料應(yīng)具有高的耐磨性、硬度及熱硬性，一定的強(qiáng)韌性以及良好的工藝性能。7.4.1熱沖裁模的工作條件與性能要求湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.4熱沖裁模零件材料及熱處理的選用在熱作模具中，熱沖裁模的工作溫度較低，對(duì)材料的性能要求也相對(duì)較寬。根據(jù)熱沖裁模的性能要求，幾乎所有的熱作模具鋼均能用于制作熱沖裁模。所以在選材時(shí)，可著重考慮材料的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)管理上的方便，推薦使用的有5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4CrSMoSiV1、4CrW2Si和8Cr3鋼等。熱沖裁模的材料選用，可參照表7-11

7.4.2熱沖裁模零件材料及熱處理的選用湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.5玻璃模具零件材料及熱處理的選用1.玻璃模具的類型:7.5.1玻璃模具的工作條件與性能要求玻璃模有以下幾種分類方法：（l）按成形方法分，可分為壓制模、吹制模和混合成形模。（2）按成形過程分為初型模、成形模。（3）按潤滑方式分為敷模（冷模）、熱模。（4）按模具結(jié)構(gòu)類別分為不可拆模、可拆模。（5）按模具支承方法分為鉸鏈支承模、夾鉗式支承模。湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.5玻璃模具零件材料及熱處理的選用2.玻璃模具的工作條件與失效形式7.5.1玻璃模具的工作條件與性能要求玻璃模具的工作條件為：（1）模具在玻璃制品成形過程中既限制制品的形狀，又是玻璃料熱的交換介質(zhì)，它與高溫的玻璃周期性直接接觸，玻璃的人模溫度為9000C～11000C，出模溫度為5000C～6000C，玻璃在模具中的停留時(shí)間一般為5～60s。（2）模具在使用時(shí)受到循環(huán)交替的加熱和冷卻，造成很大的溫差，模具材料內(nèi)部造成很大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致模具開裂。（3）玻璃模具還承受玻璃介質(zhì)的腐蝕（4）玻璃模具在成形過程中，玻璃料、碎玻璃會(huì)對(duì)模具內(nèi)壁不斷磨損，使模具內(nèi)壁變粗糙，合縫線擴(kuò)大，影響制品質(zhì)量。玻璃模具的失效形式有：模具工作表面脫皮、起鱗、熱疲勞開裂，模具內(nèi)壁磨損變粗糙，合縫線擴(kuò)大、熱熔蝕等。湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.5玻璃模具零件材料及熱處理的選用3.玻璃模具材料的性能要求7.5.1玻璃模具的工作條件與性能要求用于制造玻璃模具的材料必須具備下列條件：（1）材質(zhì)致密，易于加工，能獲得優(yōu)良的表面粗糙度。（2）化學(xué)穩(wěn)定性好。（3）具有良好的耐熱性和熱穩(wěn)定性。（4）應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性和高的比熱容。（5）要求制模材料的熱膨脹系數(shù)小，抗熱裂性好。（6）應(yīng)具有較高的粘合溫度。（7）具有高的耐磨性能，足夠的工作硬度。湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊建武7.5玻璃模具零件材料及熱處理的選用7.5.2玻璃模具零件材料及熱處理的選用用制造玻璃模具的材料主要是金屬，有時(shí)也用