模具材料基础知识讲义全

PAGE/NUMPAGES绪论模具是利用金属或非金属 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的塑性或流动性将其加工成一定形状和尺寸的工艺装备总称。第一章模具材料的分类:冷作模具材料。热作模具材料。塑料模具材料。其他模具材料（铸铁。有色金属与其合金。钢结硬质合金。非金属材料）系统、设备、工件等产品丧失正常使用功能的现象称为失效。工件的失效一般可分为非正常失效和正常失效，非正常失效指设备未达到一定技术工艺水平公认的使用寿命。一般出现在模具使用初期，正常失效是模具使用一段时间后，由缓慢塑性变形、均匀磨损或疲劳破坏而出现的失效。零件失效评定：1零件完全破坏，不能继续工作;2.零件严重损伤，不能保证工作安全;3.零件虽能安全工作，但工作低效由零件破坏的特点、所受载荷的类型以与外在条件，零件的失效形式可归纳为变形失效、断裂失效和 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面损伤失效三大类型。变形失效：弹性变形失效、塑性变形失效断裂失效：塑性断裂失效、低应力脆断失效、疲劳断裂失效、蠕变断裂失效、应力腐蚀断裂失效表面损伤失效：磨损失效、表面疲劳失效、腐蚀失效。磨损由于模具表面相对运动，而从模具的接触表面逐渐失去物质的现象。磨损失效当磨损使模具的尺寸发生变化或使模具表面状态发生改变而使其不能正常工作。磨损分类：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。磨粒磨损：配合表面之间在相对运动过程中，因外来硬颗粒或表面硬凸体的作用而造成表面损伤（被犁削形成沟槽）的磨损称为磨料（粒）磨损。影响因素：磨粒的形状和大小、硬度和磨具材料硬度的比值、模具和工件的表面应力。防止：提高模具表面的硬度；与时清理模具与工件表面上的磨粒。粘着磨损：两个金属表面的微凸部分在局部高压下产生局部粘结(固相粘着)，使材料从一个表面转移到另一表面或被撕下作为磨料留在两个表面之间的现象称为粘着磨损。影响因素：材料性质（塑性、晶体结构）、材料硬度、表面压力。防止：选择与工件材料互溶性小的材料、加润滑剂（减少摩擦系数）、表面强化处理（减少摩擦系数）疲劳磨损：在循环应力下，两接触面相互运动时产生的表面金属疲劳剥落的现象。影响因素：冶金质量（气体含量、非金属夹杂物）、材料硬度、表面粗造度、表面应力状态，防止：加润滑剂、使表面处于压应力状态、提高冶金质量、提高硬度、降低表面粗糙度。腐蚀磨损：腐蚀磨损是模具表面与其周围的环境介质发生化学或电化学反应，以与模具与工件之间的摩擦作用而引起模具表面材料的脱落现象。点腐蚀集中于局部，呈尖锐小孔、晶间腐蚀发生于晶粒边界或其近旁断裂失效模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象。断裂分类：断裂性质（脆性断裂/韧性断裂）；按断裂机理（一次性断裂/疲劳断裂）按断裂路径（沿晶断裂/穿晶断裂/混晶断裂）1一次性断裂：模具在承受很大变形历或冲击载荷作用下，产生裂纹并迅速扩展所形成的脆性断裂。（1）沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展而造成材料脆性断裂的现象（高温、杂质偏聚、晶界偏聚相的不连续易出现），（2）穿晶断裂：因拉应力作用沿特定晶面的断裂。也称解理断裂。在较低温度使用是易出现2、疲劳断裂：在较低的循环应力作用下，工作一段时间后，由裂纹缓慢扩展，最后发生断裂的现象a、疲劳裂纹的萌生和扩展萌生：表面不均匀处，晶界，夹杂物，第二相，尺寸过渡处，加工刀痕，磨损沟痕。扩展：在循环应力作用下已形成的裂纹便沿着主滑移面向模具材料部扩展。影响断裂失效的因素：主要是模具结构因素（截面突变、凹槽、尖角）和模具材料（材料韧性越高，越有利于防止裂纹的萌生和扩展）失效 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的主要方法：1.无损 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 ：无损检测是针对材料在冶金、加工、使用过程中产生的缺陷和裂纹用无损探伤法进行检查，以查清其状态与分布。2.断口分析：脆性断口u/韧性断口/疲劳断口。3.金相分析：通过观察分析零件（特别是失效源周围）显微组织构成情况，如组织组成物的形态、粗细、数量、分布与其均匀性等，辨析各种组织缺陷与失效源周围组织的变化，对组织是否正常作出判断。4.化学分析：检验材料整体或局部区域的成分是否符合设计要求5.力学分析：检查分析失效零件的应力分布、承载能力以与脆断倾向等。模具的服役条件与失效形式：冷作模具：承受拉伸、弯曲、压缩、冲击、疲劳等不同应力的作用，而用于金属冷挤、冷镦、冷拉伸的模具；热作模具：高温下承受交变应力和冲击力，抗高温氧化与烧损；塑料模具：模具在较强的磨损与浸蚀条件下工作，而热塑性塑料注射模其受力、受磨损都不太严重，但部分塑料品种含有氯与氟，当压制时易放出腐蚀性气体，模具型腔经受气体腐蚀作用。模具的失效形式：1.塑性变形2.磨损失效3.疲劳失效4.断裂失效冲裁过程可以分为三个阶段:弹性变形阶段/塑性变形阶段和剪裂阶段拉深模具的主要失效形式为粘附磨损和磨粒磨损，并以粘附磨损为主。塑料模具的服役条件和失效形式：（1）腐蚀（2）磨损（3）变形（4)开裂模具的质量：包括模具的尺寸精度、表面光洁度和模具寿命三个方面。影响模具使用寿命的基本因素：1.结构设计2.模具材料与热处理3.冷热加工工艺4.磨削和电火花加工5.机床的调整与操作；材料对寿命的影响：1。材料类别（须根据成型工件、批量大小、精度要求、温度、尺寸选材）2。硬度（并不是硬度越高越好）3。冶金质量（不好，则易淬裂或早期破坏）4。热处理工艺（决定最终的组织和性能，挖掘材料潜力）不正确的机加工可能在以下三个方面导致模具早期失效:①不当切削，形成尖锐圆角或圆角半径过小时常常造成应力集中，使模具早期失效;②表面光洁度不够，存在不允许的刀痕，常常使模具因早期疲劳破坏而失效;③机加工没有完全均匀地去除轧制和锻造形成的脱碳层，致使模具热处理后形成软点和过大的残余应力，导致模具早期失效。1、模具的热处理：模具的热处理一般包括预先热处理和最终热处理（1）预先热处理包括退火、正火和调质目的：改善模具材料的组织结构，消除缺陷，为最终热处理作组织准备；消除应力；降低硬度，改善切削加工性能。（2）最终热处理，淬火+回火目的：获得最终的使用性能。2、模具表面强化：（1）定义：将已经过常规热处理的模具进行某种表面处理，使其表面具有某些特殊的物理、化学和机械性能。（2）目的：改善模具材料的表面特性，赋予模具某些特殊的性能：耐磨性、抗粘附性、抗咬合性、抗热疲劳性、高的机械疲劳强度、高的的冲击韧性、耐腐蚀性与减磨性。（2）方法：化学热处理、表面淬火、表面涂覆、离子注入、喷丸强化与堆焊等1.影响冲压模具寿命的因素（1）模具材料的影响（2）模具结构的影响（①模具几何形状的影响/②模具间隙的影响/③结构形式的影响）(3)模具制造工艺的影响（①锻造工艺的影响②加工工艺的影响③热处理工艺的影响(4)模具工作条件和使用维护的影响（①被加工材料的影响②冲压设备特性的影响③润滑条件的影响）第二章模具材料的性能要求：（冷冲压模具、冷挤压模具、热作模具、其他模具材料）冷冲压模具：要求其材料具有高的强度，良好的塑性和韧性，高的硬度与耐磨性;冷挤压模具：要求其材料具有高强度、高韧性、高淬透性以与良好的耐磨性、热稳定性和切削加工性;热作模具：用钢要求在工作温度下保持高的强度和韧性、良好的抗腐蚀性、热稳定性和优良的热疲劳抗力。其他模具材料：铸铁、有色金属与其合金、钢结硬质合金、非金属材料使用性能：机械性能（硬度、强度和韧性等）、化学性能、物理性能等。硬度表示了钢对变形和接触应力的抗力，而且是很容易测定的一种性能，同时硬度与强度也有一定关系，可通过二者的换算关系得到材料硬度值。可按硬度围划定模具类别，如高硬度（52～60HRC），一般用于冷作模具;中等硬度（40～52HRC），一般用于热作模具。强度是指钢在服役过程中，抵抗变形和断裂的能力。对于模具来说则是整个型面或各个部位在服役过程中抵抗拉伸力、压缩力、弯曲力、扭转力或综合力的能力。韧性是模具承受着冲击载荷，为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏的能力，韧性是模具钢的一种重要性能指标，它决定了材料在冲击试验力作用下对破裂的抗断能力。材料的韧性越高，脆断的危险性越小，热疲劳强度也越高。对于衡量模具脆断倾向，冲击韧度试验具有重要意义。耐磨性是模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。抗热疲劳性能热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温与周期性的急冷急热的作用，抗热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命。因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。咬合抗力咬合抗力实际上就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较重要。试验时通常在干摩擦条件下，把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦运动，以一定的速度逐渐增大载荷，此时，转矩也相应增大，该载荷称为“咬合临界载荷”，咬合临界载荷愈高，标志着咬合抗力愈强。耐蚀性是金属材料在腐蚀性介质中所具有的抵抗介质侵蚀的能力，称为金属的耐蚀性。{提高耐磨的方法}（1）加合金元素形成单相组织（2）加合金元素提高基体的电极电位（3）加入易钝化合金元素（4）加入能促使合金表面生成致密腐蚀产物保护膜的合金元素工艺性能：可加工性，淬透性和淬硬性，淬火温度和热处理变形，氧化、脱碳敏感性与其他因素;材料费用一般占10%～20%，而机械加工、热处理、装配和管理费用占80%以上。可加工性：热加工性能（热塑性、加工温度围等）；冷加工性能（切削、磨削、抛光、冷拔等）；特种加工（如电火花加工）热处理工艺性淬透性主要取决于钢的化学成分。对于热作模具钢和塑料模具钢，一般模具尺寸较大，尤其是制造大型模具，其淬透性更为重要；淬硬性则主要取决于钢中的碳含量，对于大部分的冷作模具钢，淬硬性往往是需考虑主要的因素。淬火温度和热处理变形，要求模具钢淬火温度围宽，热处理变形小。氧化、脱碳敏感性影响硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低，防止：真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。在选择模具钢时，除了必须考虑使用性能和工艺性能之外，还必须考虑模具钢的通用性和价格。模具材料的选用原则：一是使用性能原则——材料的使用性能应满足模具的使用要求。对大量机器工件和工程构件，主要是机械性能;对一些特殊条件下工作的工件，则必须根据要求考虑到材料的物理化学性能。二是工艺性能原则——材料的工艺性能应满足模具生产工艺的要求。三是经济性原则——必须考虑材料的经济性。采用便宜的材料，把总成本降至最低，取得最大的经济效益，使产品在市场上具有最强的竞争力。满足使用性能要求：1.耐磨性2.强韧性3.疲劳断裂性能4.高温性能5.抗热疲劳性能6.耐蚀性 满足工艺性能要求：（1）良好的可锻性（2）良好的退火工艺性（3）良好的切削加工性（4）较小的氧化、脱碳敏感性（5）良好的淬硬性（6）良好的淬透性（7）较低的淬火变形开裂倾向（8）良好的可磨削性满足经济性要求：1.材料的价格（模具材料的通用性）2.模具的总成本:a.购置价格(可变成本（生产成本）/固定成本/制造厂利润)b.使用成本(维护费维修费/保险费/折旧费)资源与环境因素:1.能源和资源消耗少2.环境污染小三章冷作模具：冷态下完成对金属或非金属材料进行塑性变形的模具。对制品的变形方式一般为：弯曲、拉深，冲裁、挤压、冷镦、滚丝、拉丝等冷作模具材料有：冷作模具钢（应用最多）、硬质合金、瓷材料、铸铁等冷作模具材料的工作条件:1.冲裁模2.拉深模3.挤压模4.冷镦模冷作模具的主要失效方式:冷作模具材料的失效形式主要是磨损、疲劳、脆断、弯曲、咬合、塌陷、啃伤、软化等。使用性能要求（1）耐磨性（2）韧性（3）强度（4）抗疲劳性（5）抗咬合性工艺性能要求（1）可锻性（2）可切削性（3）可磨削性（4）热处理工艺性淬火后回火组织：回火M或下贝氏体基体上分布着细小均匀的碳化物颗粒。使用性能：硬度：是衡量材料软硬程度的性能指标。钢的硬度主要决定于其化学成分和组织。钢完全淬成马氏体时的硬度取决于马氏体的含碳量。韧性：是衡量强度和塑性的综合指标。是工件在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的特性。影响韧性的因素主要是钢的成分、组织和冶金质量。碳量愈低，杂质愈少，钢的韧性愈高；细晶粒组织、板条状马氏体组织、下贝氏体组织和高温回火组织都具有高的韧性强度：是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。反映冷作模具材料的断裂抗力指标是室温下的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度等。但这些指标仅反映模具的表面或部不存在任何裂纹时的静载断裂抗力。影响强度的因素较多。钢的含碳量与合金元素含量、晶粒大小、金相组织、碳化物的类型、形状、大小与分布、残余奥氏体量、应力状态。疲劳抗力是反映材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的性能指标。（冷镦、冷挤压、冷冲）影响疲劳破坏的因素很多，如冶金质量（化学成分的均匀性，硫、磷含量，钢中夹杂物的含量、碳化物的均匀程度）、硬度、表面缺陷、表面应力状态、组织缺陷咬合当冲压材料与模具表面接触时，在高压摩擦下，润滑油膜破坏时，被冲压件金属“冷焊”在模具型腔表面形成金属瘤，从而在成型工件表面画出道痕。关键应提高材料抗粘着磨损的能力。工艺性能：可锻造性：热锻变形抗力低，塑性好，锻造温度围宽，锻裂、冷裂与析出网状碳化物倾向性小。可切削性：切削力小，切削用量大，刀具磨损小，加工表面光洁。可磨削性：对砂轮与冷却条件不敏感，不易发生磨伤和磨裂。热处理工艺性：包括淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性、淬火变形和开裂的倾向性。化学成分包括碳含量和合金元素的含量：冷作模具材料的成分特点：含碳量高，含有铬、钼、钨、钒等合金元素。随着含碳量的增加，钢的硬度、强度和耐磨性提高，塑性、韧性变差。对于高耐磨的冷作模具钢碳的质量分数一般控制在0.7%~2.3%，以获得高碳马氏体，并形成一定量的碳化物；对于需要抗冲击的高强韧性冷作模具，其钢材的碳的质量分数一般控制在0.5%~0.7%，以保证模具获得足够的韧性。合金化特点：加入强碳化物形成元素，以获得足够的合金碳化物，提高淬透性和回火稳定性以达到耐磨和强韧性要求。除Co，几乎冷作模具钢中所有的合金元素均可增加钢的淬透性。各合金对钢性能的影响：铬：还可提高回火稳定性，防腐。钼：可提高高温蠕变强度；回火稳定性和二次硬化效果也强于铬；并能抑制铬、锰、硅引起第二类的回火脆性，但钼增加脱碳倾向。钨：的一大优点是，造成二次硬化，显著提高钢的热硬性；其提高耐磨性和降低钢的过热敏感性的作用优于钼钒：主要以V4C3形式存在于钢中。由于V4C3稳定难溶，硬度极高，所以钒能显著地提高的耐磨性和热硬性；同时钒还可细化晶粒、降低钢的过热敏感性。但钒量过多，会降低钢的可锻性和磨削性。钴：提高告诉冷作模具的红硬性，增加二次硬化效果镍：提高强度和韧性，含量高时，大大增加耐蚀性，缺点是增加第二类回火脆性。冷作模具的热处理特点和组织特点：通常应经过预先热处理和最终热处理1、预先热处理：球化退火，球化退火后组织：粒状的P+粒状的K目的：降低硬度，改善切削加工性能，为最终热处理作组织准备。2、最终热处理：淬火（K+A两相区，碳素钢与低合金钢通常Ac1+30-50℃，如果有强K形成元素则温度更高一些）+低温回火（160-200℃）组织：回火M+K+A’注意：如原材料中有大块状或网状的碳化物须在球化退火之前进行正火处理冷作模具钢分类：1、低淬透性冷作模具钢：T7A、T8A、T9A、T11A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、W、GCr15、V、CrW52、低变形冷作模具钢：9Mn2V、CrWMn、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo3、高耐磨微变形冷作模具钢：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V24、高强度高耐磨冷作模具钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N5、高强韧冷作模具钢：6W6Mo5Cr4V、6Cr4W3Mo2VN6、7Cr7Mo2V2Si、6CrNiMnSiMoV、8Cr2MnWMoVSi6、抗冲击冷作模具钢：4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、9SiCr、60Si2Mn、5CrMnMo、5CrNiMo、5SiMnMoV7、特殊用冷作模具钢9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4、1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn15Cr2Al3V2WMo8、硬质合金模具钢：普通硬质合金和钢结硬质合金（GT35、R5、TLMW50、GJW50、D1、T1）一、低淬透性冷作模具钢与热处理（T10）1、成分特点：Wc=0.7-1.7%,WMe<1%2、热处理特点与组织特点：（水淬或油淬）:预先热处理：球化退火；组织：粒状P+粒状K最终热处理：淬火+低温回火；组织：回火M+粒状K+A’3、性能特点：成本低，具有较好的工艺性能，易于冷热加工，锻造是变形抗力小，锻造围宽，但变形大，耐磨性不高（HRC59-63）。（如何减少变形？）应用：用于制造形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷作模具碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在低温区(150～200℃)回火，硬度下降不多，淬火温度越高淬透越高，但晶粒粗大，韧性降低二、低变形冷作模具钢与热处理(CrWMn钢)1、成分特点：在碳素工具钢基础上加Cr、Mn、Si、W、V2、热处理特点与组织特点：（大多油淬，9M2水淬）但易出现K的不均匀性或网状K，对于易产生断裂的模具可在260-280℃等温淬火得下贝氏体，比普通淬火强韧性高。3、性能特点：与碳素钢相比，强韧性、耐磨性、热硬性更好，寿命更长。4、应用：用于要求变形小、形状较复杂的轻载冲裁模。三、高耐磨微变形冷作模具钢(高碳高铬钢与高碳中铬钢)1、高合金模具钢的锻造特点与锻造操作要点锻造特点：导热性差；塑性低；变形抗力大；锻造围窄，淬透性高；组织缺陷严重；形变效应大。锻造操作要点（1）注意原材料的质量，对中心疏松、一般疏松、共晶K的不均匀性、网状K、断口组织与非金属夹杂物应检验；（2）严格执行加热工艺规；（3）锤击应做到“两轻一重”“两均匀”,即始锻和终锻轻，变形和温度均匀。（4）要有足够的锻造比。锻后K的偏析检查：要求有高的耐磨性而对其他性能与淬火变形要求不高的模具K偏析控制在5级以下；对一般形状简单的冲模，K级别在4级以下，精密模具在3级以下；高韧性细小模具3级以下，高负荷、高强度2-3级(K偏析等级有国家标准）。成分特点C：1.5-2.2%，合金元素含量高（尤其是铬的含量高）Cr12型：Cr12（C：2.2%）；r12MoV（C：1.5%）（应用最广泛的冷作模具钢）；Cr12Mo1V1。Cr4W2MoV（C：1.2%）（一）Cr12型1、热加工由于Cr12型钢属于高碳高合金钢，其导热性能差，塑性低，变形抗力大，锻造温度围窄，组织缺陷严重，所以其锻造性能差。 反复锻打，破碎共晶组织中的共晶K、带状与网状K改善K的不均匀性。（不能通过正火的方法消除）2）最终热处理：a、低温淬火(950-1000)+低温回火（200）（也称一次硬化处理，是最广泛使用的热处理方式）组织：回火M+过剩K+A’，可获得高硬度，高韧性，但抗压强度较低b、高温淬火（1080-1100）+高温回火（500-520）（二次硬化处理，只有在使用温度较高时采用）组织：回火M+K+A’，可获得高硬度与高的抗拉强度，但韧性较差c、中温淬火（1030）+中温回火（400）组织：回火M+K+A’，可获得最好的强韧性3、性能特点（温度越高A中C和合金元素含量越高MS低，反之）：优点：高耐磨性，可通过控制淬火温度控制残余奥氏体的量，从而实现微变形。缺点：K不均匀性严重，导热性差，锻造性能差，使用中脆断的倾向性大。4、应用用于要求变形小、形状复杂的重载冷作模具、切边模、落料模、拉丝模、搓丝模(二）Cr4W2MoV：1、成分特点：C:1.2%,在Cr12型的基础上↓C和Cr，↑Mo、W，使K不均匀性减少。2、热处理：通常在等温球化退火后采用高淬（1030）+高回（520三次）获得高耐磨和红硬性。或采用低淬（900-980）+低回（200-290）获得良好强韧性3、性能：耐磨性、强韧性稍优于Cr12型，K细小均匀，淬火变形小，是Cr12MoV的替代钢种。（三）Cr12Mo1V1：Mo、V的量比Cr12MoV高，进一步细化了晶粒，改善了碳化物的不均匀性，锻造性能比Cr12MoV差，热处理方法与Cr12MoV基本一样，其综合性能优于Cr12MoV，用于代替Cr12型钢制大型复杂的冷作模具（冷切模、切边模、滚丝模等）四、冷作模具用高速钢(高强度高耐磨冷作模具钢）（W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2）①锻造工艺：反复锻打，严格锻造工艺（锻造性能差），破碎共晶莱氏体组织。（粗大的K不能通过正火消除）②预先热处理：锻后等温球化退火:加热温度为840～860℃（18-4-1钢的AC1温度是820-860℃），保温2～4h;炉冷至740～760℃，保温4～6h，炉冷到500℃以下出炉空冷，硬度≤255HBS。③最终热处理：高温淬火（1280）+高温回火三次（560）高速钢必须经过三次以上的回火，其原因主要是淬火后残余奥氏体体积分数达30%，经三次回火后残余奥氏体体积分数才降到2%～3%，硬度达到64HRC以上。前次回火冷却过程中残余奥氏体转变成“淬火”马氏体，必须经再次回火才能消除前次回火时产生的组织应力。性能特点：高速钢具有高强度、高抗压性，高耐磨性和高热稳定性，广泛用于制造各种刀具，也用于制造高负荷冷作模具，如冷挤压模，冷冲裁模。但高速钢作为冷作模具钢存在一定的局限性，主要是合金元素消耗达，价格贵，制造工艺性能差热处理工艺复杂，变形难控制五、高强韧性冷作模具钢典型钢种：6W6Mo5Cr4V（W6Mo5Cr4V的变种）也称降碳高速钢，还有基体钢和7Cr7Mo2V2Si成分特点：C、V↓，改善了碳化物分布的不均匀性热加工：按莱氏体钢的操作要领操作（与高速钢相似）热处理：1180-1200淬火+560-580三次回火（每次1.5h）性能：C低，耐磨性稍差，易脱碳，但韧性好。应用：代替高速钢或高碳高铬钢制作黑色金属冷挤冲头、冷镦冲头寿命可提高2-10倍，也用于制造易折断、劈裂的冷挤压凸模或冷墩凸模。六、高耐磨高强韧性冷作模具钢典型钢种：9Cr6WMo2V2—GM钢最终热处理：1160淬火+500-600二次回火性能特点：克服了高铬钢与高速钢的脆断倾向，具有较宽的淬火温度围，晶粒不易长大。但由于含碳量较低，耐磨性不如前两者。七、抗冲击冷作模具钢1、成分特点：接近合金调质钢。0.5%-0.9%C,含一定的Mn、Si、Cr等合金元素2、典型钢种：(一）CrWSi系：4CrW2Si5CrW2Si6CrW2Sia、热加工：锻造性能好，800-1180b、预先热处理：730-750退火8-10h，HB241c、最终热处理：950淬火+250回火，HRC54-56d、性能：耐冲击，但脱碳敏感性大，变形难控制，且在磨粒磨损条件下耐磨性不足，渗碳可↑硬度和耐磨性。e、应用：用于制造大、中型重载冷剪刀片，中厚板穿孔冲头、风动工具等。（二）60Si2Mn：预先热处理：退火最终热处理：方法1：亚温淬火（800-820（碱水）+回火（380-400）组织：F+T+A’HRC49-52，强韧性好。但耐磨性稍差方法2：亚温淬火（800-8200（碱水）+回火（200-280）组织：F+M+A’HRC57-60，耐磨性更好。八、特殊冷作模具钢与热处理（一）耐蚀型：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4成分特点：高碳高铬组织：回火M+K+A’性能：淬火后马氏体中铬的质量分数达12%左右既具有高硬度和高耐磨性，又具有良好的耐蚀性。用途：用于制作在腐蚀介质中工作的模具。（二）无磁钢1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、Mn5Cr2Al3V2WMo（含Mn、Ni）热处理：固溶+时效组织：A性能和应用：导热系数低，在磁场中不被磁化，用于制造磁性材料用的无磁模具。九、硬质合金（金属瓷）金属瓷是以金属氧化物(如Al2O3,ZrO2等)或金属碳化物(如TiC,WC,TaC,NbC等)为主要成分,再加入适量的金属粉末(如Co,Cr,Ni,Mo等)通过粉末冶金方法制成,具有金属某些性质的瓷.钨钴类硬质合金：由碳化钨和钴组成,常用代号有YG3,YG6,YG8、YG15、YG20、YG25等。代号中“YG”为“硬”,“钴”两字的汉语拼音字首,后面的数字表示钴的质量分数。YG8：即8%Co，92%WC钨钴钛类硬质合金：由碳化钨,碳化钛和钴组成,常用代号有YT5,YT15,YT30等.代号中“YT”为“硬”,“钛”两字的汉语拼音字首,后面的数字表示碳化钛的质量分数。硬质合金中,碳化物含量越多,钴含量越少,则硬质合金的硬度,热硬性与耐磨性越高,但强度与韧性越低.(3)通用硬质合金：是在成分中添加TaC或NbC来取代部分TiC.其代号用"硬"和"万"两字汉语拼音节首"YW"加顺序号表示,如YW1,YW2.冷作模具的选材应遵循的原则：1）形状简单、轻负荷、精度要求不高、生产批量不大选择价格便宜的“T”；（2）对于形状复杂、尺寸精度要求高的应选用低变形的；（3）承受负荷大的采用高强度的（4）承受强烈摩擦和磨损的选高硬度高耐磨的；（5）承受冲击的选用韧性高的1、冷冲冷作模具性能要求：高硬度、高耐磨、足够的抗压、抗弯和适当的韧性。选材：根据产品形状和尺寸、被冲材料性质、工作载荷大小、失效形式、生产批量大小、模具成本。2.拉深模模具材料的选用：对于小批量生产，可选用表面淬火钢或铸铁;对于轻载拉深模，宜选用碳素钢T10A钢，高碳低合金钢9Mn2V，CrWMn，GD钢，基体钢（65Nb钢）等;对于重载拉深模，可选用高耐磨冷作模具钢Cr12，Cr12MoV，Cr12Mo1V1，Cr5Mo1V，GM钢等3.挤压模模具材料的选用：传统的冷挤压模模具材料有碳素工具钢T10A钢，高碳低合金钢CrWMn，60Si2Mn钢，高耐磨冷作模具钢Cr12，Cr12MoV钢，冷作模具用高速钢W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2钢等。4.冷镦模模具材料的选用：凸模必须承受强烈的冲击力，对模具寿命要求不高或轻载的冷镦模凸模――可采9SiCr，T10A，Cr12MoV，GCr15，60Si2Mn钢制造；凹模――可采用T10A，Cr12MoV，GCr15钢制造;对于重载、高寿命冷镦模，应采用高强韧性、高耐磨性新型模具钢，如012Al，65Nb，LD，LM，18Ni，GM，6W6Mo5Cr4V钢。二、冷作模具的制造工艺路线（一）常用冷作模具的制造工艺路线(1)一般成型冷作模具：锻造→球化退火→机械加工成型→淬火与回火→钳修装配;(2)成型磨削与电加工冷作模具：锻造→球化退火→机械粗加工→淬火与回火→精加工成型（凸模成型磨削，凹模电加工）→钳修装配;(3)复杂冷作模具：锻造→球化退火→机械粗加工→高温回火或调质→机械加工成型→钳修装配。 （二）冷作模具材料的淬火注意事项(1)冷作模具钢含合金元素量多且品种多，合金化较复杂。钢的导热性差，而奥氏体化温度又高，因此加热过程宜缓慢，多采用预热或阶梯式升温方式。(2)为保护钢的表面质量，加热介质应予重视，所以普遍采用控制气氛炉、真空炉等先进加热设备和方法，盐浴加热应充分净化。(3)在达到淬火目的的前提下，应采用较缓和的冷却方式，如等温淬火、分级淬火、高压气淬、空冷淬火等。(4)为了进一步强化，应采用冷处理、渗氮等表面处理方式。(5)盐浴处理后应与时清理，并高度重视工序间的防护工作。(6)冷作模具钢价格昂贵，冷作模具工件加工复杂、周期长、制造成本高、不宜返修。所以工艺制定和操作应十分慎重，以保证生产全过程的安全。1.冷冲裁模的热处理冷冲裁模的热处理特点：①薄板冲裁模的热处理特点:②厚板冲裁模的热处理特点:厚板冲裁模失效分析表明，崩刃、折断往往是厚板冲裁模最早出现的失效形式。合理选择回火工艺，生产中制定热处理工艺时可参考如下方法:●高碳钢低温、短时、快速加热工艺:●等温淬火工艺:●利用多次相变重结晶，促使奥氏体晶粒细化:●细化碳化物处理:冷拉深模的热处理(1)冷拉深模的性能要求：在冷拉深时，冲击力很小，主要要求模具具有高的强度和耐磨性，在工作时不发生粘附和划伤，具有一定韧性与较好的切削加工性能，并要求热处理时模具变形小。对模具用钢的强度要求可以根据被拉深材料的强度和板材的厚度来决定，拉深件批量的大小与形状也应予以考虑。(2)冷拉深模的热处理特点：制定和实施热处理工艺时主要注意以下几点:①避免模具表面产生氧化、脱碳②避免模具表面产生硬化接点③对被拉深材料进行良好的润滑冷挤压模的热处理(1)冷挤压模模具的性能要求：冷挤压时，金属在三向不均匀的压力下产生塑性变形，这就需要模具不但具有很高的强度和耐磨性，能承受住反复作用的高压力而不发生破坏，而且还应该具备抵抗微小塑性变形的能力，才能保证模具在高压下工作时不变形。此外，金属变形过程中会产生热效应，使工件和模具的温度升高，因此还需要模具具有较高的回火稳定性。(2)冷挤压模模具的热处理特点：为了能满足冷挤压模具的性能要求，在制定和实施热处理工艺时应注意以下几点:①避免材料碳化物偏析②采用常用工艺的下限温度淬火③控制一定的残余奥氏体量④采用等温淬火方法⑤应用表面强化处理⑥在使用过程中进行低温去应力回火4.冷镦模的热处理(1)冷镦模模具的性能要求：冷镦压是指金属坯料在室温下受冲击压力后高度方向尺寸减少，而垂直于压力方向的横截面积尺寸增加的成型方法。要求冷镦模具有高硬度、高强度、高耐磨和足够的韧性。为保证冷镦模具有较好的强度和韧性，冷镦凹模的表层应有1.5mm以上的硬化层，硬度为58～62HRC，而心部只需硬度较低、韧性较好的索氏体组织，不能将整个截面都淬硬。(2)冷镦模模具的热处理特点：①采用喷水淬火方法；②回火要充分③采用快速加热工艺以减少冷镦模的淬火变形；④采用表面处理第四章热作模具的工作条件主要有以下三方面:型腔表层受热、(2)型腔表层产生热疲劳、(3)载荷作用热作模具的使用性能要求：（1)高的硬度和红硬性(2)高的高温耐磨性(3)较好的强度和韧性(4)高的热疲劳性能影响钢的热疲劳性能的因素主要有:1钢的导热性②钢的临界点工艺性能：（1）加工性（切削加工性能和热加工中的锻压加工性能）（2）淬透性和淬硬性（对于小型模具，由于尺寸小，容易淬透，所以只要求高的硬度，偏重于高淬硬性;对于尺寸较大的模具，如果截面未淬透，则回火后未淬透部分的屈服点和韧性会显著降低，影响模具工作寿命）（3）热处理变形性(主要取决于热处理工艺和钢的冶金质量)（4）脱碳敏感性（防止：如真空热处理、可控气氛热处理）。热作模具用钢的成分特点、热处理特点与组织特点：成分特点：碳含量质量分数一般在0.3~0.6%，还加入Cr、Mo、W、Si、Mn、V等合金元素，以提高钢的淬透性和高温性能。热处理特点：包括预先热处理和最终热处理。预先热处理：退火处理最终热处理：淬火+高温回火（回火温度高于工作温度）但对于压铸模，为了提高其耐磨蚀型，通常在淬火+高温回火后采用表面强化处理（如氮化等）进一步提高其耐磨性和耐蚀性。组织特点：回火S+A’或回火M+K+A’（钢种不同，组织不同）热作模具材料：1、按用途分：热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用钢、热冲裁模用钢；2、按工作温度分：低耐热性钢（350-370℃）、中耐热性钢（550-600℃）、高耐热性钢（580-650℃）；3、按性能分：高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、高耐磨热作模具钢。热锤锻模钢：服役条件性能要求1）反复冷、热龟裂、热疲劳↑热疲劳抗力→↑A1，↓硬度是有利的；2）表层温度~500℃,冲击力大↑热强性\韧度→高温回火；→消除回脆,整体性能好；3）强烈摩擦磨损↑模具高温耐磨性4）模具尺寸比较大淬透性好，导热性好成分：C：一般在0.45~0.60%，以保证一定硬度和冲击韧度。Cr：一般1%左右，↑淬透性，↑回稳性，改善AK；Ni：能↑↑AK，和Cr共同作用↑↑钢淬透性；Mn：主要代Ni，但Mn↑过热敏感性和回火脆性。Si：能↑强度、回稳性和耐热疲劳性，Si量<1%。Mo、V：有效地细化晶粒，↓过热倾向，↑回稳性。Mo（W）最重要的作用是↓↓钢的回火脆性.所以，不但热锤锻模钢都含有Mo元素，其他热作模具钢也都用Mo（W）合金化。使用最广泛的是5CrNiMo和5CrMnMo钢。（属低耐热高韧性热作模具钢）工艺特点：小型模硬度要求在40~44HRC相对较高；大型模硬度在35~38HRC为宜相对较低工艺要求：注意保护模面和模尾，以避免脱碳。加热要注意预热，450左右预热，升温速度要慢,<50℃/h；冷却要注意预冷，预冷到780℃左右，循环油冷，冷至150~200℃取出；淬火后必须立即回火，绝对不允许冷至室温。锻压模具用钢的选用：工作温度、承受的载荷、模具的形状与尺寸、被加工材料的性质、质量、成型方式等因素。工作时受冲击负荷作用和锤锻模的截面尺寸较大这两个最为重要所以大型与型腔复杂的锤锻模通常选用淬透性较高的钢，如5CrNiMo钢。5Cr2NiMoVSi钢耐热疲劳性、冲击性好，适于制造大截面锤锻模具热挤压模钢：工作条件和性能要求：热挤压模具主要由挤压筒、冲头、凹模和心棒(用于挤压管材)等主要部件组成。工作条件：热挤压模具是在高温（500～800℃）、高压、磨损和热疲劳等恶劣条件下服役的。模具的尺寸一般都不大，比锤锻模要小。很多有色金属和钢的型材、管材和异型材是采用热挤压工艺成型的。性能要求：使用性能要求应以高的热稳定性、较高的高温强度、耐热疲劳性和高的耐磨性为主。有铬系、钨系和铬钼系热模具钢三类。1、铬系（中耐热）：4Cr5MoSiV（H11)、4Cr5MoSiV1（H13）、4Cr5W2SiV等常用。淬透性较高，较高的强度和韧度，抗氧化性较好。常用于制造尺寸不大的热锻模、钢与铜的热挤压模、铝与铜合金的压铸模等。2、钨系（高耐热）：3Cr2W8V钢使用最多，具有高的热稳定性、耐磨性，但韧度和抗热疲劳性较差。国外已基本停止，以H13代之。3、铬钼系：3Cr3Mo3V（德国X32CrMoV11)、3Cr3Mo3VNb（HM-3)，其性能介于铬系和钨系之间，即热稳定性比铬系好，韧性比钨系好。常用于制造热挤压模和中小型锻模。挤压模材料的选择热挤压件材料模具名称凹模冲头芯棒挤压缸套铝、镁合金4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV4CrMnSiMoV4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV4Cr5W2VSi4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV铜、铜合金4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV3Cr3Mo3W2V3Cr2W8V5Cr4W5Mo2V4Cr5MoSiV13Cr2W8V4CrMnSiMoV5Cr4W5Mo2V4Cr5MoSiV13Cr2W8V3Cr3Mo3W2V4Cr5MoSiV14Cr3Mo3SiV压铸模具用钢：压铸模具在服役条件：下不断承受高速、高压喷射、金属的冲刷腐蚀和加热作用，从总体上看，压铸模具用钢的使用性能要求与热挤压模具用钢相近，即以要求耐磨性、高的回火稳定性与抗热疲劳性为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模具用钢一样。但压铸模具还需有较好的耐蚀性，通常在常规热处理后进行表面强化处理。压铸模具用钢选择锌与其合金：4CrMnSiMoV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi铝、镁与其合金：4Cr5W2VSi、4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV、3Cr2W8V、5Cr4W5Mo2V、3Cr3Mo3W2V铜与其合金：3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V一般热作模具主要零件的制造工艺路线：毛坯锻造→退火→机械粗加工→精加工成形→淬火、高温回火→表面强化→钳工整修、抛光→模具装配→试模。1.毛坯制备2.成型加工3.热处理4.钳工整修5.模具装配6.试模与验收热作模具的热处理：热处理目的：就是通过加热和冷却的方法，改变钢的组织，提高硬度、韧性等力学性能。退火：完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火淬火：（1）锤锻模:由于锤锻模用钢一般淬透性不高，通常用油作淬火介质。（2）热挤压模具、压铸模具:这类钢淬透性好，大型模具空冷淬火后可得到较高的硬度。该类钢可以采用空冷或油冷淬火。回火:热作模具要求具有高的强度和好的韧性，并且要有高的抗回火性，所以这类模具都要进行高温回火（回火温度应高于工作温度），一般在500～650℃回火。例：4Cr5MoSiV1钢淬火后的组织为：细针状马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体回火工艺：4Cr5MoSiV1钢在630℃高温回火后得到回火索氏体+回火托氏体。表面强化：将已经过常规热处理的模具进行某种表面处理使其表面具有某些特殊的物理、化学与机械性能。模具表面强化包括1、不改变表面化学成分（表面淬火、感应和高能量密度表面淬火）2、表面形成超硬化合物（表面涂覆、离子注入、堆焊,化学气相沉积，物理气相沉积）3、机械表面强化（喷丸强化、滚压，超声波）4、改变化学性质（化学处理）等模具表面强化后仅限于精加工模具表面强化的目的：1、提高模具表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性能。提高模具使用寿命。2、提高模具表面抗擦伤能力和脱模能力，提高生产效率3、降低成本4、修复模具5、模具表面饰纹，提高塑料制品档次和附加值按处理温度不同分类：高温处理，900℃以上（渗碳、铬、钒、铌、硼））；中温处理，750-900℃（中温碳氮共渗）；低温处理，450-600℃（渗氮等）；亚低温处理，200℃以下（镀铬，发黑）常温处理，室温下（激光束、电子束、电火花等表面淬火波）第五章塑料膜工作条件：热固性塑料压缩模：工作温度160-250℃，热压下成型、压制各种胶木粉制件，在原材料中加一定量粉末填充剂，热负荷和机械负荷大，磨损大。热塑性塑料注射模：工作温度＜150℃，承受工作压力与磨损小，但部分塑料在熔融状态下分解HCl、HF气体→腐蚀→粗糙度↑→加剧磨损失效方式：磨损、腐蚀（热塑性塑料膜）、塑性变形、断裂塑料模具材料的使用性能要求：1.硬度、耐磨性和耐蚀性2.强度、韧性和疲劳强度3.耐热性4.尺寸稳定性5.导热性塑料模具材料的工艺性能要求：1.切削加工性和表面抛光性2.塑性加工性3.电加工性4.热处理工艺性5.表面处理工艺性6.表面刻蚀性能和镜面加工性能7.焊接性能影响模具材料镜面加工性的主要因素：1、钢种存在的三氧化二铝和硅酸盐等硬质非金属夹杂物以与碳化物的数量尺寸和分布。这些第二相质点的数量越多，其镜面加工性越差，非金属夹杂物危害比碳化物更大，因此，塑料模具钢大多为超洁净的钢。2、模具钢的基体硬度。硬度越高，镜面抛光性越好。3、模具钢的组织均匀性。组织均匀性越好，镜面加工性越好。按钢材特性和使用时的热处理状态分类：1、渗碳型：10、20、20Cr、20Mn、12CrNi3A、20CrNiMo、20Cr2Ni42、淬硬型：T7A、T8A、T10A、5CrNiMo、9SiCr、9CrWMn、GCr15、3Cr2W8V、Cr12MoV、45Cr2NiMoVSi、6CrNiSiMnMo3、预硬型：调质型：45、50、55、40Cr、40Mn、50Mn、4Cr5MoSiV、38CrMoAl、3Cr2Mo易切削型：Y20CrNi3AlMnMo、Y55CrNiMnMoV、4Cr5MoSiVS4、耐蚀型：3Cr13、2Cr13、Cr16Ni4Cu3Nb、1Cr18Ni9、3Cr17Mo、0Cr17Ni4Cu4Nb5、时效硬化型：18Ni140、18Ni170、18Ni210、10Ni3MnCuAl、18Ni9Co、06Ni16MoTiAl、25CrNi3MoAl一、渗碳型塑料模具用钢：1、常用钢种:10、20、20Cr、20Mn、12CrNi3A、20CrNiMo、20CrMnTi、20Cr2Ni42、成分特点：C:0.1%-0.25%,通常小于0.1%，加Cr、Mn、Ni、Mo以↑淬透性和强韧性。3、热处理：预先热处理：退火或正火；渗碳+淬火+低温回火4、使用时组织：心部：板条M；表面：高碳M+K+AR（58～62HRC）。5、性能：韧外硬，适合于表面耐磨性要求高、心部韧性较好的工件。6、制造工艺路线：对于低碳钢和低碳合金钢如20，20Cr，20CrMnTi下料→锻造模坯→正火或退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械半加工→渗碳→淬火回火→机械精加工→抛光→镀铬→装配对于高合金渗碳钢制模具例如12CrNi3A，12CrNi4A钢的工艺路线为:下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高温回火→精加工→渗碳→淬火、回火→镀铬→研磨抛光→装配二、淬硬型塑料模具用钢：1、常用钢种：常用的淬硬型塑料模具用钢有碳素工具钢、低合金冷作模具钢、Cr12型钢、高速钢、基体钢和某些热作模具钢等。2、成分特点：高碳，有一定的合金元素以增加淬透性和耐磨性。3、热处理：视钢种和性能要求而定。这些钢的最终热处理一般是淬火和低温回火(少数采用中温回火或高温回火)，热处理后的硬度通常在40-45HRC以上。热处理过程中应注意：在保护气氛或严格脱氧后的盐浴炉中加热，避免氧化脱碳；为防止变形和开裂，采用较缓和的冷却介质或分级淬火；回火温度高于模具工作温度，回火时间硬充分，具体应根据模具材料与断面尺寸确定至少应在40-60min以上4、应用：不仅表面较高耐磨性，且整体较高强度、硬度和耐磨性的碳素工具钢仅适于制造尺寸不大，受力较小，形状简单以与变形要求不高的塑料模具;低合金冷作模具钢主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模具;Cr12型钢适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模具;热作模具钢适于制造有较高强韧性和一定耐磨性的塑料模具。5、制造工艺路线：下料→锻造→球化退火→机械粗加工→去应力退火→机械半精加工→淬火回火→机械精加工→抛光→镀铬→抛光→装配预硬型塑料模具用钢：预硬钢就是供应时已预先进行了热处理，并使之达到模具使用态硬度的钢。这类钢的特点是在硬度30～40HRC的状态下可以直接进行成型车削、钻孔、铣削、雕刻、精锉等加工，精加工后可直接交付使用，这就完全避免了热处理变形的影响，从而保证了模具的制造精度。1、介绍几种典型预硬型塑料模具用钢。3Cr2Mo（P20）钢;3Cr2NiMo（P4410）钢l8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢;5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢;Y55CrNiMnMoV（SM1）钢2、成分特点：C:0.35-0.65%(以中碳低合金钢为主），加入适量的Cr、Mn、Ni、Mo、V和改善切削加工性能的元素S、Ca、Pb、Se。3、热处理：一般不热处理。如果改锻，则采用球化退火+调质4、使用时组织：回火索氏体5、性能与应用：基体综合性能好，焊接性较好，可焊补，用于中小型或大型复杂的精密模具。6、加工工艺路线：一般直接加工成型后抛光装配但对于改锻的:下料→改锻→球化退火→机械粗加工→预硬处理→机械加工→去应力退火→抛光→镀铬→抛光→装配注意：预硬处理：淬火+高温回火，但缓慢冷却时易出现回火脆性。四、时效硬化型塑料模具用钢时效硬化型塑料模具用钢的共同特点：是碳含量低、合金度较高，经高温淬火(固溶处理)后，钢处于软化状态，组织为单一的过饱和固溶体。1、成分特点：C低（C＜0.03%），Me高（Ti、Al、Co、Mo）2、热处理：固溶+时效3、使用时组织：M+金属间化合物（时效过程中引起的形状、尺寸变化很小）4、性能和应用：热处理变形小，镜面抛光性和光蚀性好。用于高精度、超镜面，大批量生产的塑料模具。5、加工工艺路线：下料→锻造→退火→固溶→机加工→时效→抛光→镀铬→抛光→装配五、耐蚀型塑料模具用钢1、常用钢种：马氏体不锈钢有：2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、Cr18MoV、1Cr17Ni2析出硬化型不锈钢：0CrNi4Cu3Nb2、热处理：1）M型不锈钢：球化退火；淬火+回火(M）2）淬火+时效（M+金属间化合物）六、其他塑料模具材料与热处理Al、Be、Cu、Zn、等有色金属与其合金，铸铁。1、铜合金：ZCuBe2、ZCuBe2.4；固溶+时效适合于吹塑模、注射模以与一些高导热、高强度和高耐蚀性的塑料模具2、铝合金：Z101由于密度小，熔点低，加工性能和导热性都优于模具钢，铸造铝合金还有优良的铸造性能。，适合于制作高导热率，形状复杂的塑料模具。3、锌合金：Zn-4Al-3Cu,适合制作吹塑模和注射模，但高温强度低。塑料模成形件的材料选用依据：1、根据塑料制品种类和质量要求选用1）对表面要求耐磨性好，心部韧性好，形状不复杂的注射模选渗碳钢。对于尺寸较小且型腔不太复杂的塑料注射模选20,20Cr，对于尺寸较大，型腔形状较复杂的选用12CrNi3A，12CrNi4A2)有腐蚀性的（HCl、HF、SO2）选用不锈钢PCR、18Ni、4Cr13、9Cr18等3）要求表面高耐磨，心部强度硬度高抛光性和电加工性能好用淬硬型T8A、T10A、9SiCr、CrWMn、Cr12MoV1或时效硬化型的4）制造透明塑料、要求有好的镜面抛光性，高耐磨性，选用时效硬化型18Ni、PRC等5）对于模具型腔复杂，精度要求高和寿命要求长的模具硬选用预硬型的40Cr、3C人M哦、4Cr5MoSiV1、5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS等2、根据生产批量选批量小、耐磨与使用寿命不高可选碳素钢45、55等3、根据塑料件的尺寸大小和精度选精度要求高、高耐磨、批量大可用预硬钢。4、根据塑料件形状复杂程度和尺寸精度选。塑料模具的表面处理：（耐磨性和耐蚀性）1、镀铬（应用最广）2、渗碳3、渗氮和氮碳共渗4、渗硼与其复合渗5、TD法6、气相沉积7、热喷涂8、表面淬火9、离子注入第七章化学热处理：是指将工件放在一定的活性介质中加热，使金属或非金属元素扩散到工件表层中，同时改变工件的表面成分和组织的一种表面热处理强化工艺二、分类：渗非金属元素、渗金属元素、渗金属和非金属元素三、化学热处理的三个过程：分解、吸附和扩散四、化学热处理对渗剂的要求1、要有足够的活性2、良好的安全3、良好的工艺性4、成本低渗碳的方法：：固体、液体、气体、真空和离子渗碳渗碳的目的与应用：使工件表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部具有较好的强韧性。（表面硬度：HRC58-62，表面碳含量：0.8-1.05%）主要用于热塑性塑料模的注射模、机械零件齿轮渗碳钢的化学成分特点1、低碳：一般在0.12%~0.25%。主要目的是为了保证心部有良好的韧性。2合金化常加入的合金元素有Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si、V、Ti、B等。（1）提高钢材的淬透性，提高机件的强度和韧性；V、Ti可以细化奥氏体晶粒。（2）对渗碳工艺的影响碳化物形成元素对渗碳的作用：（a）增大钢表面吸收碳原子的能力；（b）增大渗碳层表面碳浓度；（c）阻碍碳在奥氏体中的扩散。前两因素加速渗碳，有利于渗碳层的加厚，而后一因素不利于渗碳层的加厚。总的效果是铬、锰、钼等元素加大渗碳层的厚度，镍、硅、铜、钛减小渗碳层的厚度。碳化物形成元素含量过多，将在渗碳层中产生许多块状碳化物，造成表面脆性典型渗碳用钢：碳素渗碳钢：15、20合金渗碳钢按淬透性的高低可分为：（1）低淬透性合金渗碳钢（20Cr、20Mn2等。只用于制造受冲击载荷较小的，且对于心部要求不高的小型渗碳件。（2）中淬透性合金渗碳钢（20CrMnTi、20Mn2TiB、20MnVB等。（3）高淬透性合金渗碳钢（12Cr2Ni4A、15CrMn2SiMo、18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。渗碳钢的热处理特点：1预先热处理合金渗碳钢零件，在机械加工前的预先热处理通常分两步进行，一步：正火，二步：退火（P型钢）、高温回火（M型钢）正火的目的：细化晶粒，减少组织中的带状程度并调整好硬度，便于机械加工。经过正火后的钢材具有等轴状晶粒。对珠光体型钢：通常用在800℃左右的一次退火代替正火，可得到一样的效果，即既细化晶粒又改善切削加工性能；对马氏体型钢：则必须在正火之后，再在Ac1以下温度进行高温回火，以获得回火索氏体组织，这样可使马氏体型钢的硬度由380~550HB降低到207~240HB，以顺利地进行切削加工渗碳扩散层的厚度决定于：（1）碳在