4Cr5MoSiV热挤压模具热处理工艺
4Cr5MoSiV热挤压模具热处理工艺
§1 热处理工艺课程设计的目的
热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是：（1）培养学生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和夹具设计等。
（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零件绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，夹具的设计等。要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍。如何灵活使用资料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。
材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的重要环节，纸上谈兵是经不起考验的，扎实的理论唯有通过实践才能够证明，且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给出20余种不同牌号的材料，要求学生以个人（允许讨论）或组队的方式完成热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团队合作意识等是大有裨益的。
§2零件的技术要求及选材
热挤压模具的工作条件
热挤压模具用于机器零件和型材的挤压成型，主要有冲头、凹模及其他辅助部分组成，其工作条件决定于挤压设备的类型、被挤压材料的性质、加热温度及挤压工艺等因素。
（1）热挤压模具的工作温度热挤压模具在挤压铜合金、钛合金时，工作温度可达600～800℃，甚至更高。
（2）热挤压模具工作时的冷却条件在工作过程中，热挤压模具都被强制冷却，以免模具的温升过高。
（3）热挤压模具的受力条件热挤压冲头在工作时要受到大的压力、弯矩及循环热应力的作用。凹模的模腔受大的压应力和拉应力的作用，
易生脆裂，还要受到摩擦和热疲劳的作用。
热挤压模具的失效形式
热挤压模具常见的失效形式有早期脆断、热疲劳、疲劳断裂、堆塌及磨损等。热挤压模具由于工作温度较高，因此，除脆断外，型腔堆塌及磨损就成为热挤压模具的主要失效形式。
热挤压模具材料的选用
影响热作模具寿命的因素很多，例如模具的受力情况、工作温度、冷却方式，被加工材料的性质、变形量、变形速度以及润滑条件等。因此，在选择材料时，应根据模具的类型及具体工作条件合理的选用。
热挤压模具用钢要求有高的断裂抗力、抗压、抗拉及屈服强度，冲击韧度，断裂韧度，耐回火性及高温强度，室温和高温硬度。此外，还要求具有高的导热
性、小的热胀系数、高的高温相变点和抗氧化能力。热挤压模具的主要用钢见表1所示。
表1
在课程设计中，我们选用4Cr5MoSiV钢作为热挤压模具材料。
化学成分及合金元素的作用
4Cr5MoSiV的主要化学成分
表2
此外，镍 Ni：允许残余含量≤，铜 Cu ：允许残余含量小于等于。
合金元素的作用
硅：是不形成碳化物而几乎全部溶于基体中的合金元素，硅能提高钢的强度、耐回火性和耐疲劳性。
钼：能有效细化晶粒，减少过热倾向，提高耐回火性和大大减弱钢的回火脆性，钼明显推迟珠光体转变，但对贝氏体转变的影响不大。
钒：是强碳化物形成元素，可以提高钢的强度、硬度，降低钢的过热敏感性，能有效细化晶粒，提高钢的耐回火性和增强二次硬化效应。
碳：钢中增加碳量将提高强度，对于热作模具来说，可提高高温强度、热态硬度和耐磨性。但碳量增加会导致其韧性的降低，使钢的裂纹敏感性增大。一般热作磨具钢碳的质量分数在%%之间。
热作模具钢中碳一部分进入钢的基体，引起固溶强化；另外一部分将和合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物，淬回火后这种合金碳化物除部分残留外，其他部分会在回火过程中从淬火马氏体基体上弥散析出，产生两次硬化现象。不同碳化物形成元素所表现出来的性能不同，主要取决于均匀分布的残留
合金碳化物、弥散分布的合金碳化物及回火马氏体组织。
铬：是热作模具钢中普遍采用的合金元素，能提高淬透性及耐回火性，改善钢的冲击韧度，并有利于提高耐磨性、高温强度、热态强度、抗氧化的能力和耐蚀性。
铬一部分溶入基体中期固溶强化作用，另一部分可与碳结合形成铬碳化物。铬的碳化物一般开始溶入奥氏体的温度不高。铬的质量分数Wcr＜6%对提高钢的耐回火性是有利的，但未构成二次硬化，当Wcr＞6%钢淬火后，在550℃回火会出现两次硬化现象。
锰：商业用钢含一定量的锰以消除硫的有害影响，改善钢的热加工性能。锰具有固溶强化作用，溶入奥氏体中能强烈地提高钢的淬透性，同时可强烈下降
Ms点，并使Ar
1、Ar
3
、Ac
1
、Ac
3
降低，增加过热敏感性，另外，也容易引起回火
脆性。
镍：显着提高热锻模具钢的韧性，和铬共同作用大大提高钢的淬透性，使Ms点降低，对残留奥氏体有稳定作用。
§3 热处理工艺课程设计的内容及步骤相变点的确定
Ac
1=853℃ Ac
3
（Ac
cm
）=912℃ Ms=310℃
Ar
1=720℃ Ar
3
（Ar
cm
）=773℃ Mf=130℃
热处理工艺及参数的制定
热处理工艺流程
热挤压模具的热处理工艺路线如下：
锻造→退火→机加工→淬火→回火
(1) 锻造锻造的目的是对于钢中碳化物分布不均匀，呈带状、网状及块状分布，钢材性能各向异性者，为打碎碳化物，消除性能的各向异性。
（2）退火热挤压模具在锻后须经良好的球化退火，以改善组织，消除内应力、降低硬度，为最终热处理做好良好的组织准备。为确保模具钢具有良好的耐磨性、韧性和小的热处理畸变倾向，退火后要十分注意碳化物的形状、大小及分布状态。此外，要为机加工作准备。
退火工艺：860～890℃加热，炉冷至500℃以下出炉
退火后的硬度（HB）：≤223
（3）淬火淬火温度要按模具的工作条件，结构及形状、制造工艺和性能要求来确定。对断裂韧性、抗热疲劳和抗热磨损要求较高及淬火处理后需电加工的模具要采用上限和较高的温度淬火。对要求畸变小、晶粒细、冲击韧性高的模具，应用低限的温度淬火。
淬火加热的保温时间的优选，应保证组织转变的完成和可获得要求的合金元
素固溶程度。淬火加热保温时间过短，将降低钢的红硬性及抗回火能力。
中碳合金钢制热作模具的淬冷一般可采用油淬。对于畸变要求较高的模具，还可采用80～150℃的热油冷却。对于要求高强韧性的模具，要采用高的淬冷速度以抑制碳化物的沿晶析出和出现上贝氏体，提高其强韧性和回火抗力。但其冷却速度必须控制在不出现淬火开裂和畸变在允许的范围内。
+30～50℃，但淬火加热温度：1020℃，由教科书可知，淬火温度等于Ac
1
在此处我们取1020℃。淬火加热温度对H13模具钢的力学性能有很大影响，只有升至奥氏体化温度，才能使钢中的合金碳化物固溶于基体中，提高基体的合金化程度，从而提高钢的淬硬性、淬透性和高温强度，低于1000℃淬火，不能充分发挥合金元素的作用。研究表明，高温淬火可减少孪晶马氏体，增加位错马氏体，从而提高马氏体位错可动性。但高于1070℃淬火，晶粒开始明显长大，冲击韧性降低，而钢的硬度并没有显着增加。对于热挤压模，要求良好的强韧性和耐磨性，可采用下限温度淬火。总之，淬火温度的选择，既要保证奥氏体中溶有足够的碳和合金元素以提高硬度和红硬性，又要保证晶粒尺寸来满足模具对韧性的要求。
淬火冷却介质：油或空气
淬火后硬度：56～58HRC
(4) 回火热挤压模具回火温度的选择应是在不影响模具的抗脆断能力及抗热疲劳性能的前提下，尽可能提高模具的硬度。因此，应根据模具的工作条件和具体的失效形态来确定具体的回火温度和硬度。
回火温度：550℃，图2为H13钢回火温度与硬度等参数的关系曲线，H13钢若在425℃～520℃范围内回火，在出现二次硬化的同时会出现回火脆性，冲击
韧性显着降低，因此，H13钢回火时应避免在回火脆性发展区内进行。
图1 H13钢回火温度与硬度、冲击韧性、残余奥氏体量的关系
冷却方式：空冷回火次数：2次
硬度：47～49HRC 回火目的：消除应力和降低硬度
最终，总的处理工艺曲线如图
热处理工艺参数的制定
根据时间计算公式τ=a×K×D 【其中K-装炉修正系数，D-工件有效厚度（mm），a-由钢种决定的加热系数（min/mm）】，以及经验公式等，查找资料。
（1）装炉修正系数K的确定：
图3.工件在炉内不同排布方式的加热时间修正值
取装炉修正系数k=3
（2）由钢种决定的加热系数a（min/mm）的确定：
钢材每mm有效厚度的加热时间
空气电阻炉盐浴炉碳钢～25～30s
合金钢～50～60s
15～20s（一次预热）高速钢—8～15s（二次预热）
由淬火温度，取a=
（3）工件有效厚度的确定：
下表为不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数表
表4.状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数
取立方体工件边长为100mm，故D=100*=70
综上：τ=3**70=315min
将工艺参数制表如下
表5
3.2.3热处理工艺卡片填写
见附表1 热处理工艺卡片
3.2.4操作过程中的注意事项
表6
热处理设备的选择
对于球化退火和回火工艺，采用中温井式电阻炉
型号：RJ2-40-9 额定功率：40kw 额定温度：950℃炉膛尺寸：Φ600*800
对于淬火工艺，采用高温箱式电阻炉
图5.高温箱式电阻炉
型号：RX3-20-12功率：20kw 最高工作温度：1200℃炉膛尺寸：600*300*250
清洗设备：废水池。
烘干设备：烘箱
夹具的设计或选用
由于工件的尺寸很小，故可忽略夹具的选用
组织特点性能和缺陷的分析
(1)球化退火组织点状或球状珠光体+少量网状分布的二次碳化物
退火态显微组织示于图1中。铁素体基体在有的区域呈位向分布，在有的
区域呈等轴状分布，细点状合金碳化物分布不匀，铁素体晶界上二次合金碳化物析出较多，有的晶界上几乎呈链状析出粒状和细杆状碳化物。
图6退火态显微组织(×500)
（2）淬火组织马氏体（针状、板条状）+残余奥氏体+弥散分布的碳化物+少量针状下贝氏体（见图7）
H13钢经不同温度淬火后,获得马氏体+残余奥氏体+未溶碳化物组织(图7)，未溶碳化物主要为Mo、V的碳化物，由于这些碳化物固溶温度比较高，因此，只有保证足够高的淬火温度和足够长的保温时间才能保证其充分固溶，而事实上这些未溶碳化物对回火过程中碳化物的非自发形核起很大作用。
图7 淬火后的马氏体组织 500X
（3）回火组织回火马氏体（细针状）+残余碳化物
回火可以减小并稳定残余应力，稳定组织，避免裂纹和变形。钢中碳化物经过细化处理和采用低温回火，可以获得碳化物和晶粒同时发展的效果。淬回火后残留碳化物均匀、细小、圆整，组织中黑白区不很明显，碳化物基本消除，淬回火马氏体组织细小、均匀，从而对模具钢接触疲劳寿命的提高带来非常有利的影响。
H13钢的回火过程实际上就是过饱和的α固溶体的脱溶过程，这个过程受α相中的Cr、Mo、V等元素控制。由于合金元素在500℃以下不能足够快的扩散以使合金碳化物的形成，而C易扩散形成铁的碳化物，因此，在H13 钢的回火过程中，合金碳化物要不断的取代预先形成的渗碳体颗粒。
图8 二次回火后的显微组织 500X
（4）常见的缺陷及其原因
淬火过热或过烧：a 球化组织不良 b淬火加热温度过高，或高温保持时间过长 c 对截面变化较大的模具，淬火工艺参数选择不当，在薄截面和尖角处产生过热
硬度低或不均：a 原始组织中碳化物偏析严重，或球化组织粗大不均 b 淬火温度过高，残余奥氏体量多，或淬火温度过低，加热时间不足，相变不完全 c 工件出淬火介质时，温度过高，冷却不足 d回火温度过高
裂纹：裂纹产生的主要原因是尺寸变化以及机加工刀痕引起的应力集中效应,细小颗粒状、条状碳化物沿晶界分布的组织状态弱化了晶界,降低了材料的抗裂纹扩展能力。
§4 课程设计收获与体会
本来学校为我们安排了两个周来做课程设计，但我们用了一个半周的时间就大概做完了，当然，这个做完并不能谈的上完美“杀青”。很大程度上，我们还是依靠以前学长的模板来构建自己课题的框架，然后从借来的各类热处理的相关书籍生硬的摘抄，很少能够把自己所学的知识运用到其中。课程设计已接近尾声，在这里也谈谈这一个多星期的收获与体会。
以前也做过工程制图和机械基础的课程设计，也是两个周的时间，我们当时忙的焦头烂额，但最后看着自己的宏伟制图，心里还是很骄傲的。这次做的是专业课课程设计，早早的就把图书馆的热处理相关书籍全借来了。每天就这么不停的在大量的书籍里查找自己所需要的知识，然后整理成电子文档。班里的同学大概都在一个半周的时间内完成了，但不得不说，做完这次课程设计后，心里依然是一片混沌，知其然而不知其所以然。很多抽象的理论和现象，我们只是停留
在表面，一知半解，可见专业课的学习还需要投入更多的精力去钻研。
当然，除了在期间感到自身许多不足外，还是学到很多东西的。资料都是零零散散的，搜罗来那么多的相关知识，如何才能做成一份清晰的任务书呢这就需要我们仔细的推敲，有序的安排资料，让读者能够清晰的理解。此外，每组两个人一起合作，增强了我们的合作意识，提高了动手能力。这一次课程设计，放在学期末进行，很好的让我们在期间对一学期的学习内容进行回顾，并为以后的就业打下了良好的基础。
最后，不能不提一直在位我们排忧解难的老师，每天都坚持到教室指导我们，每一个问题都详细解释，一丝不苟，尽职尽责，在此向老师表达真诚的谢意。由于本人和一起合作的同学均无实际经验，见识尚浅薄，且能力和精力有限，说明书中有许多不足之处，恳请老师斧正。
§5 参考文献
本说明书使用到的参考文献如下：
1《热处理工程师手册》，樊东黎主编，机械工业出版社；
2《热处理技师手册》，张玉庭主编，机械工业出版社；
3《热处理手册（共4卷）》，中国机械工程学会热处理学会，机械工业出版社；
4《热处理实用数据速查手册》，叶卫平主编，机械工业出版社；
5《金属热处理工艺学》，夏立芳，哈尔滨工业大学出版社；
6《热处理常见缺陷分析与对策》，王忠诚主编，化学工业出版社；7《金属材料金相图谱》，李炯辉主编，机械工业出版社；
8《钢及其热处理曲线手册》，胡志忠主编，国防工业出。
9《典型零件热处理技术》，王忠诚、齐宝森、李杨主编，化学工业出版社；
10《金属材料学》，凤仪主编，国防工业出版社；
11《热处理工操作技术》，林约利，上海科学技术文献出版社；
(答案)模具材料及热处理试题库
模具材料及热处理试题库 一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。（×） 2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。（√） 3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。（×） 4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×） 5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√） 6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。（√） 7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。（×） 8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。（√） 9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。（×） 10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×） 11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。（√） 12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。（×） 14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。（√） 15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。（×）16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。（√）17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）
模具材料及热处理
模具材料及热处理模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。
SKD11模具钢材的热处理工艺
SKD11热处理工艺 成分标准：GB/T1299-2000 化学成份：% C碳Si硅Mn锰Cr铬V钒Mo钼P磷S硫磺 1.50 0.25 0.45 1 2.0 0.35 1.00 ≤0.025 ≤0.010 特点：高碳高铬钢，高淬透性，高硬度、耐磨性及韧性极高。 用途：各种冷模，成形轧辊，剪刀，形状繁杂之冷压工具，塑胶模等。 硬度：出厂状态：HB≤255，最终热处理后HRC60°左右； A.预热处理：调质（获得稳定材料金相组织） 调质：淬火，940℃油或水冷（材料深度较大时油冷），640℃回火，硬度HRC29-33； 上海荔锋模具钢材有限公司https://www.360docs.net/doc/fe16999527.html, B.最终热处理内容如下： 1．淬火：先预热700-750℃（宜二次预热~500℃~850℃），再加热至1000-1040℃，在静止空气中冷却，如钢具尺寸在6寸以上则加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。 2．回火：加热至150~200℃，在此温度中停留保温≥2小时，然后在空气中冷却。回火温度，保温时间及HRC硬度变化（见以下参考图）。
C、采用试验比较的方法积累经验值： SKD11 https://www.360docs.net/doc/fe16999527.html,/productinfo/detail_4_51_109.html 热处理工艺试验内容： 1．准备试棒,按以下规格数量备各零件（采用原P620-01-m01料单有误的两件坯料，棒料则按仓库现有的Cr12MoV或Cr12，但必须注明其材料牌号）； 2．在零件上作出序号标识：（1，2，3，4等）； 3．工艺路线： A、件号如（1，2）（温度调整异同各1件）：按预热处理精加工（铣或磨削）最终热处理； B、件号如（3，4）（温度调整异同各1件）：加工后最终热处理；（热处理及加工后应尽量平放，细长件应及时垂直吊放）； 4．各工序完成时请及时在附表中填写各加工后、热处理后的实际尺寸及平行度，直线度实际值等形位尺寸实际值，热处理温度及保温时间，各起始时间及详细操作过程和时间，实际硬度值,操作者姓名等内容。 附注：a、SKD11：200*20*20 4件; b、SKD11：55*55*55 4件; c、SKD11：55*55*55 4件（按图加工形状）; d、Cr12或Cr12MoV φ20*200 2件; e、Cr12或Cr12MoV 库房中现有较小规格材料2件; 资料来源：https://www.360docs.net/doc/fe16999527.html,/articleinfo/detail_5_10_365.html
4Cr5MoSiV热挤压模具热处理工艺参考word
4Cr5MoSiV热挤压模具热处理工艺 §1 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是：（1）培养学生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零件绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，夹具的设计等。要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍。如何灵活使用资料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。 材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的重要环节，纸上谈兵是经不起考验的，扎实的理论唯有通过实践才能够证明，且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给出20余种不同牌号的材料，要求学生以个人（允许讨论）或组队的方式完成热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团队合作意识等是大有裨益的。
§2零件的技术要求及选材 2.1热挤压模具的工作条件 热挤压模具用于机器零件和型材的挤压成型，主要有冲头、凹模及其他辅助部分组成，其工作条件决定于挤压设备的类型、被挤压材料的性质、加热温度及挤压工艺等因素。 （1）热挤压模具的工作温度热挤压模具在挤压铜合金、钛合金时，工作温度可达600～800℃，甚至更高。 （2）热挤压模具工作时的冷却条件在工作过程中，热挤压模具都被强制冷却，以免模具的温升过高。 （3）热挤压模具的受力条件热挤压冲头在工作时要受到大的压力、弯矩及循环热应力的作用。凹模的模腔受大的压应力和拉应力的作用， 易生脆裂，还要受到摩擦和热疲劳的作用。 2.2热挤压模具的失效形式 热挤压模具常见的失效形式有早期脆断、热疲劳、疲劳断裂、堆塌及磨损等。热挤压模具由于工作温度较高，因此，除脆断外，型腔堆塌及磨损就成为热挤压模具的主要失效形式。 2.3热挤压模具材料的选用 影响热作模具寿命的因素很多，例如模具的受力情况、工作温度、冷却方式，被加工材料的性质、变形量、变形速度以及润滑条件等。因此，在选择材料时，应根据模具的类型及具体工作条件合理的选用。
s136模具钢热处理工艺
S136热处理工艺 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5b a r的气压。
钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。 回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图
注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。 在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S TAVA X E S T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大+0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大+0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -
s136模具钢热处理工艺
s136模具钢热处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
S136热处理工艺 软性退火 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 淬火
保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中 ●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5ba r的气压。 钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。
回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图 注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。
在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S T A V AX ES T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大 +0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大 +0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -空冷最小 最大 -0.02 +0.02 ±0 -0.03 ±0 - 真空淬火最小 最大 +0.01 -0.02 ±0 +0.01 -0.04 - 回火时的尺寸改变 注意：淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起。
关于模具热处理的一些经验
关于模具热处理的一些经验分享~ 2016-01-01 1. H13模具钢如何热处理硬度才能达到58度？ 进行1050~1100度加热淬火，油淬，可以达到要求，但一般热作模具是不要求这么高的硬度的，这么高的硬度性能会很差，不好用，一般在HRC46~50左右性能好、耐用。 2. 模具热处理过后表面用什么洗白？ 问题补充：我是开模具抛光店的，一般模具都用油石先打过再拿去渗氮，渗氮回来又要用油石把那一层黑的擦白，再抛光很麻烦，不擦白打不出镜面来，材料有H13 的，有进口的好多种，如果有药水能洗白的话，就可以直接抛光了。 （1）可以用不锈钢酸洗液，或者盐酸清洗。喷砂处理也可以。磨床磨的话费用高，而且加工量大，有可能使尺寸不达标的。盐酸洗不掉的话，估计您用的是高铬的模具钢？是D2还是H13？高铬模具钢的氧化层比较难洗掉。用不锈钢酸洗液应该可以，磨具商店或者不锈钢商店都有卖的。 （2）你们没有不锈钢酸洗膏吗？那种可以。H13这类含铬比较高的模具钢，氧化层是难以用盐酸洗掉的。还有一个办法，我自己也在用。你们的模具既然已经油石磨过，表面就是比较光滑的。实际上，可以先只用粗的油石打磨，或者用
砂带打磨，之后就去热处理。回来之后再用细油石打磨。而我用的办法是，用纤维轮先打磨，就可以有效的把黑皮去除，再研磨抛光。或者喷砂，用800 目的碳化硼做一遍喷砂试试，应该就能够去除黑皮，还不需要化太多功夫重磨。 3.热处理厂对金属是怎么热处理的？ 热处理厂的设备非常多，炉子大概有箱式炉，井式炉，箱式炉用的最多，很多热处理都可以在这里面处理，比如退火，正火和淬火的加热过程，回火这些常见的热处理。 其实就是一个用电加热的炉子，先将炉子升温到预定温度，然后把工件丢进去，等待一段时间到预定温度，然后保温一段时间，然后取出，或者在炉子里一起冷却，井式炉一般是作为渗碳处理设备，是一个埋到地下的炉子，工件放进去之后，密封，然后往炉子里面滴入一些富碳液体，比如煤油或则甲醇，然后在高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。 淬火池是淬火的场所，就是一个池子，里面有水溶液或者是油，就是箱式炉出来的工件淬火的冷却的地方，一般就是直接丢进去，然后等一段时间捞出来。还有其他的一些设备，比如高频机，就是一个可以将50 赫兹的工频电变成一个200K 赫兹电流的超大功率的设备，比如常见的有200 千瓦的最大功率，然后用一个内部通冷却水的铜管做的线圈放在工件的外面，一般几十毫米的工件，几秒种到十几秒的时候你就看到工件表面变红，表面温度到预定值的时候，然后有一个水套升上来喷淬火液到工件表面，完成淬火过程。常见的就这些了。 4．我们最近的Cr12 或Cr12MoV 的材料热处理和裂了几次了，为什么
模具钢的处理
模具钢的处理 模具钢材的热处理方式与加工工序安排密切相关。在模具制造时，应当根据材料和加工工艺路线来选择热处理方法，制定相应得热处理工艺。 （1）一般冷作模具钢工作零件的热处理工序安排：筹造——退火——机械加工成型——淬火与回火—工修整。 （2）冷作模具钢采用成型磨削及电加工工艺：锻造——退火——机械粗加工——淬火或回火——精加工（磨削、电加工）。 （3）冷作模具钢复杂冲模的加工：锻造——退火——机械粗加工——高温回火或调质——机械加工成型——淬火与回火——磨削与电工加工成型。 大多数冷作模具钢使用状态为淬火与回火，模具硬度通常为60hrc，为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性和使用寿命，常进行表面强化处理，如渗碳、渗氮、渗硼氮碳共渗、td 法渗钒铌、化学气相村积（cvd）等作为最终热处理。 模具热处理 模具制造的成本高，特别是一些精密复杂的冷冲模、塑料模、压铸模等。采用热处理技术提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具寿命，有显著的经济效益，我国模具技术工作者十分重视模具热处理技术的发展。 1 真空热处理 模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。 2 深冷处理 近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(-196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火、回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。 3 模具的高温淬火和降温淬火 一些热作模具钢，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量、改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。 4 化学热处理 化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧化性等性能。几乎
(数控模具设计)冷冲压模具的热处理工艺精编
（数控模具设计）冷冲压模具的热处理工艺
5.1冷冲压模具的常规热处理工艺 1退火 将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温壹定时间，然后缓慢冷却（壹般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。 根据处理的目的和要求不同，钢的退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火等等。各种退火的加热温度范围和工艺曲线如图5-1所示。 （1）完全退火 完全退火又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3之上20-30℃，保温壹定时间后缓慢冷却（随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却），以获得接近平衡组织的热处理工艺。亚共析钢经完全退火后得到的组织是F＋P。 完全退火的目的在于，通过完全重结晶，使热加工造成的粗大，不均匀的组织化和细化，以提高性能；或使中碳之上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。由于冷却速度缓慢，仍能够消除内应力。 45钢经锻造及完全退火后的性能见表5-1 表5-145钢锻造后和完全退火后的机械性能比较
完全退火主要用于亚共析钢，过共析钢不宜采用，因为加热到Accm之上慢冷时，二次渗碳体会以网状形式沿奥氏体晶界析出，使钢的韧性大大下降，且可能在以后的热处理中引起裂纹。 （2）等温退火 等温退火是将钢件或毛坯加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的某壹温度，且等温保持，使奥氏体转变为珠光体组织，然后缓慢冷却的热处理工艺。 等温退火的目的和完全退火相同，但转变较易控制，能获得均匀的预期组织；对于奥氏体较稳定的合金钢，常可大大缩短退火时间。 （3）球化退火 球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。 球化退火主要用于过共析钢如工具钢、滚珠轴承钢，目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；且为以后的淬火作组织准备。 球化退火壹般采用随炉加热，加热温度略高于Ac1，壹边保留较多的未溶碳化物粒子或较大的奥氏体中的碳浓度分布不均匀性，促进球状碳化物的形成。若加热温度过高，二次渗碳体易在慢冷时以网状的形式析出。球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。保温后随炉冷却，在通过Ar1温度范围时，应足够缓慢，以使奥氏体进行共析转变时，以未溶渗碳体粒子为核心形成粒状渗碳体。 （4）扩散退火
模具加工与材料热处理
材料與熱處理 一、填空題 1).金屬在加熱或冷卻過程中，發生相變的溫度稱為臨界點。(H0200F001A) 2).鐵素體為體心立方晶格。(H0200F002A) 3).自行回火是利用淬火冷卻后零件內部尚存的熱量，待其返回淬火層， 使淬火層得到回火。(H0200F003A) 4)常用的熱處理“四把火”是指、正火、退火、淬火、回火。(H0200F004A) 5).過冷奧氏體是指冷卻到A1溫度下，尚未轉變的奧氏體。(H0200F005A) 6).碳在a--Fe中的過飽和固溶體稱為馬氏體。(H0200F006A) 7).工業用的金屬材料可分為黑色金屬、有色金屬兩大類。(H0200F007A) 8).布氏硬度的符號用HR A和HRB 表示。(H0200F008A) 9).描述原子在晶體中排列方式的空間格架稱為晶格。(H0200F009A) 10).金屬在固態下，隨溫度的改變，由一种晶格轉變為另一种晶格的現象稱 為同素異構轉變。(H0200F010A) 11).鋼中最常見的雜質元素有S、Mn、Si、P等，其中Si和Mn是有益元素。 (H0200F011A) 12).45鋼按碳的質量分數WC分類屬于中碳鋼。(H0200F012A) 13)淬火的目的是為了獲得馬氏體或貝氏體組織。(H0100F013A) 14).馬氏體的硬度隨著含碳量的增加而增高。(H0200F014A)
15).淬火溫度過高，滲碳體全部溶解，淬火后殘余奧氏體增多，硬度偏低，則性能變 差。(H0200F015A) 16).深冷處理的目的主要是提高硬度、穩定尺寸以及提高鋼的磁性。 (H0200F016A) 17).時效處理的目的，使馬氏體繼續析出碳化物降低其正方度，使殘餘奧氏 體穩定化並消除殘餘應力。(H0200F017A) 18).感應加熱淬火后的零件也需進行回火處理，這是減少內應力、防止裂 紋發生及防止變形的重要工序。(H0200F018A) 19)熱處理就是將工件放在一定的介質中加熱、保溫和冷卻,通過改 變金屬材料表面或內部的組織結構來控制其性能的工藝方法. (H0200F019A) 20)退火是將鋼加熱至適當溫度,保溫一定時間,然后緩慢冷卻以獲得近于平衡態組織的熱處理工藝。(H0200F020A) 21)正火是將鋼材加熱到臨界點以上適當溫度,保溫一定時間,然后在空氣中冷卻,得到以索氏體為主的組織。(H0200F021A) 22)最常用的陽极氧化工藝是硫酸陽极氧化工藝。(H0200F022A) 23)淬火變形包括尺寸變化和形狀變化兩種。(H0200F023A) 24).灰鑄鐵中的碳是以片狀石墨形式存在的。(H0100F024A) 25).磨削裂紋的特征是，裂紋總是垂直於磨削方向或是裂紋呈龜甲狀。 (H0200F025A)
常见材料热处理方式及目的
常见材料热处理 1、45（S45C）常见热处理 基本资料：45号钢为优质碳素结构钢（也叫油钢），硬度不高易切削加工。 ⑴调质处理（淬火+高温回火） 淬火：淬火温度840±10℃，水冷（55~58HRC，极限62HRC）; 回火：回火温度600±10℃，出炉空冷（20~30HRC）。 硬度：20~30HRC 用途：模具中常用来做45号钢管模板，梢子，导柱等，但须热处理 （调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。 但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度） *实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。 2、40Cr（SCr440）常见热处理 基本资料：40Cr为优质碳素合金钢。40Cr钢属于低淬透性调质钢，具有很高的强度，良好的塑性和韧性，即具有良好的综合机械性能（Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性） ⑴调质处理 淬火：淬火温度850℃±10℃，油冷。（硬度45~52HRC） 回火：回火温度520℃±10℃，水、油冷。 硬度：32~36HRC 用途：用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床的主轴等零件 ⑵不同回火温度 淬火：加热至830~860℃，油淬。（硬度55HRC以上） 回火：150℃——55 HRC 200℃——53 HRC 300℃——51 HRC 400℃——43 HRC 500℃——34 HRC 550℃——32 HRC 600℃——28 HRC 650℃——24 HRC 3、T10（SK4）常见热处理 基本资料：T10碳素工具钢，强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低，淬透性不高且淬火变形大，晶粒细，在淬火加热时不易过热，仍能保持细晶粒组织；淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，所以耐磨性高，用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。 ⑴淬火+低温回火 淬火：淬火温度780±10℃，保温50min左右（视工件薄厚而定）或淬透。先淬如20~40℃的水或5%盐水，冷至250~300℃，转入20~40℃油中冷却至温热。（得到硬度62~65HRC） 回火：加热温度160~180℃，保温~2h。（回火后硬度60~62HRC） 用途：适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。 ⑵调质处理（淬火+高温回火）----（一般不调至处理） 淬火温度780~800℃，油冷至温热。 回火温度（640~680℃），炉冷或空冷。（回火后硬度183~207HBS） 4、9CrWMn (SKS3) 常见热处理 基本资料：9CrWMn钢是油淬硬化的低合金泠作模具钢（俗称油钢）。该钢具有?定的淬透性和耐磨性,淬?变形较?,碳化物分布均匀且颗粒细?。该钢的塑性、韧性较好,耐磨性?CrWMn钢低。 优点：硬度、强度较高；耐磨性较高；淬透性较高；机械性能好（尺寸稳定，变形小）。 缺点：韧性、塑性较差；有较明显的回火脆性现象；对过热较敏感；耐腐蚀性能较差。 ⑴淬火+低温回火 退火（预先热处理）:加热至750~800℃，，≤30℃/h控温冷却至550℃出炉空冷（约停留1~3h）。 （作用：改善或消除应力，防止工件变形、开裂。为最终热处理做准备） 淬火:先预热至550℃~650℃，再加热至800~850℃，保温，油冷至室温（硬度64~66HRC），组织为高碳片状马氏体。 回火:加热至150℃~200℃，保温2h，炉冷（硬度61~65HRC）。 硬度:HRC60℃以上
模具热处理
一.技术先进 QPQ盐浴复合处理技术是世界最新金属表面强化技术。该技术通过在金属表面渗入多种合金元素，从而大幅度提高产 品的耐磨性能。它被广泛用于汽车、机车、工程机械、纺织机械、轻工机械、仪表、工模具等各种行业。自德国DEGUSSA 公司推出QPQ技术后,其用户遍及德、美、英、日等国约800多家.如:美国的通用电器[GE]公司有该工艺不仅成功的取代了镀硬铬工艺,改善了机车柴油机缸套的耐磨、耐蚀性、而且降低了成本,同时消除了六价铬的公害;日本本田公司有数套自动化的QPQ设备分设国内外,有150多种汽车、摩托车零件采用了此技术,年处理量6万吨;丰田和日本公司每月数百吨零件采用此技术处理.国内的杀害大众汽车等众多厂家采用此技术有于大量处理曲轴、模具、工具、汽车、柴油机、摩托车、纺织配件等. 二.性能优良 1.比较的表面硬度 产品经QPQ处理2-3小时，总渗层可到达0.4-0.6MM，下面是部分材料 经QPQ处理后的白亮深度和硬度： 材料牌号举列前处理处理温度处理时间表面硬度Hv0.1 白亮层深度 纯铁 570 2-4小时 500-650 12-25μ 底碳钢 A3，20，20Cr 570 2-4小时 550-770 12-25μ 中碳钢 45，40Cr 570 2-4小时 550-770 12-25μ 高碳钢 T8，T12 570 2-4小时 550-770 2-25μ 氮化钢 38CrMoAL调质 570 2-4小时 950-1050 12-20μ 铸模钢 3Cr2W8V 淬火 570 2-3小时 950-1000 10-17μ 热模钢 5CrMnMo淬火 570 2-3小时 770-900 10-20μ 冷模钢 Cr12MoV高温淬火 520 2-3小时＞950 10-20μ 高速钢 W6Mo5Cr4V2[刀具] 淬火 550 4-45分钟 1000-1300
模具加工方法与热处理
1.模具加工方法： 平面加工：龙门刨床刨刀 牛头刨床刨刀对模具坯料进行六面加工 龙门铣床断面铣刀 车削加工：车床车刀 数控车床车刀各种模具零件的回转面和平面 立式车床车刀 钻孔加工：钻床钻头、铰刀 横臂钻床钻头、铰刀 铣床: 钻头、铰刀 数控铣床钻头、铰刀加工模具的各种孔 加工中心钻头、铰刀 深孔钻：深孔钻头 镗孔加工：加工中心镗刀 卧室镗床镗刀镗削模具中的各种孔 铣床镗刀 坐标镗床镗刀 铣削加工：铣床立铣刀、断面铣刀 数控铣床立铣刀、球头铣刀铣削各种模具平面和曲面 加工中心立铣刀、球头铣刀 仿形加工球头铣刀 雕刻机小直径立铣刀
磨削加工：平面磨床砂轮 成型磨床砂轮 数控磨床砂轮磨削模具精密孔 光学曲线磨床砂轮 坐标磨床砂轮 内外圆磨床砂轮 万能磨床砂轮 电加工：型腔电加工电极电蚀切削难以加工的 线切割加工线电极部位精密轮廓加工 电解加工电极型腔和平面加工 切削加工：抛光加工抛光机砂轮、锉刀、砂纸、油石和抛光剂。 去除铣削痕迹，对模具零件进行抛光 非切削加工：挤压加工压力机挤压凸模难以切削加工的型腔 铸造加工铍铜压力铸造 精密铸造铸造设备、石膏模型铸造设备 铸造注塑模型腔 电铸加工电铸设备电铸母型精密注塑模型腔 表面装饰纹加工蚀刻装置蚀刻纹样板在注塑模型腔表面
2模具零件的热处理工序 1退火：将钢件加热到临界温度以上‘保温一定时间后随炉温或在土灰、石英砂中缓慢冷却的操作过程。 目的：消除模具的铸、锻件或冷压件的内应力，改善组织，降低硬度，提高塑性，以利于切削加工。 分类：扩散退火、完全退火、球化退火等。 扩散退火目的：适用于合金钢锭，消除合金钢锭中的成分不均匀性，故又称为均匀化退火。完全退火目的：主要用于含碳量在0.77%以下的亚共析钢，降低硬度，细化晶粒，消除冷 热加工应力。 球化退火目的：主要用于含碳量≥0.77%的钢，使碳化铁成球状，降低硬度，改善切削性 能，为淬火做准备。 不完全退火目的：主要用于含碳量高于0.77%的高碳钢，降低硬度，消除内应力。 等温退火目的：改善金相组织，降低硬度，改善切削加工性能。 再结晶退火目的：主要是消除冷加工后的组织变形，消除加工硬化。 2正火：将钢件加热到临界温度以上，保温一定时间后取出，放在空气中自然冷却的操作过程。 目的：消除钢件的残余应力，降低硬度，细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备。 应用：1.消除高碳钢中的网状碳化物； 2.代替低碳钢的完全退火，提高其韧性，改善其切削加工性能； 3.代替某些中碳钢、铸钢及铸铁件的完全退火，缩短加工周期。 4.作为预先热处理和随后热处理，为其他热处理做准备。 3.淬火：将钢件加热到临界温度以上，保温一定时间，随后放入淬火介质（水、油及盐
模具热处理工艺流程【详情】
模具热处理工艺流程 模具热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。 模具热处理工艺技术对于模具制造来说，最大的用处是进一步提高模具的精度，比如防止加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,从而提高材料(零件)的塑性、韧性和疲劳强度;真空加热缓慢、零件内外温差较小等因素，决定了真空热处理工艺造成的零件变形小等。 模具热处理工艺的方式有： (1)软化退火:其目的主要在于分解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能,对于球状石磨铸铁而言,其目的在于获得具有甚高的肥力铁组织。 (2)正常化处理:主要用于改进或是使完全是波来铁组织的铸品而获得均匀分布的机械性质。 (3)淬火:主要为了获得更高的硬度或磨耗强度,同时的到甚高的表面耐磨特性。 (4)表面硬化处理:主要为获得表面硬化层,同时得到甚高的表面耐磨特性。 (5)析出硬化处理:主要是为获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。 模具材料及热处理硬度： ⑴拉延模：板料厚度t≤1.2mm，凸、凹模及压边圈采用Mo-Cr合金铸铁(GM246或 GM241)，表面火焰处理，其硬度不低于HRC50。板料厚度1.2mm
热处理硬度为HRC58-62。 切边模：板料厚度t≤1.2mm，切边刀块刃口采用铸造或锻造的空冷钢7CrSiMnMoV(ICD5)，刃口火焰处理硬度为HRC50-55；板料厚度1.2mm
模具材料与热处理(复习题)
复习题与思考题 课题一金属材料的力学性能 (—)填空题 1. 机械设计常用和两种强度指标。 3．冲击韧性的符号是；延伸率的符号是；屈服强度的符号是。5．材料主要的力学性能有、、、、和。 (二)判断题 1．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。（） （） 4．各种硬度值之间可以互换。（） 6．硬度是材料对局部变形的抗力，所以硬度是材料
的塑性指标。（） (三)选择题 1 低碳钢拉伸试验时，其变形过程可简单分为几个阶段。 A．弹性变形、塑性变形、断裂B．弹性变形、断裂 C 塑性变形、断裂D．弹性变形、条件变形、断裂3．材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的 A．弹性极限B屈服强度 C 抗拉强度D条件屈服强度 4．测量淬火钢件及某些表面硬化件的硬度时，一般应用 A．<160HB B．>230HB C．(160～230)HB D．(60～70)HRC 问答题 1 零件设计时，选取σ0. 2 (σs)还是选取σb，应以什么情况为依据? 2．在测定强度指标时，σs和σ0.2有什么不同? 3．常用的测量硬度方法有几种?其应用范围如何? 课题二铁碳合金组织观察 (一)填空题 1．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做，而晶胞是指。 2. 实际金属存在有、和三种缺陷。位错是
缺陷。 10．金属常见的晶格类型是、、。 3. α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立 方晶格的有，属于面心立方晶格的有，属于密排六方晶格的有。 4．同素异构转变是指。纯铁在温度发生和多晶型转变。 (二)判断题 1．纯铁加热到912℃时将发生α-Fe向γ-Fe的转变，( ) 2．在室温下，金属的晶粒越细，则其强度愈高和塑性愈低。( ) 3．金属具有美丽的金属光泽，而非金属则无此光泽，这是金属与非金属的根本区别。 纯金属的结晶 (一) 填空题 1．金属结晶的基本过程是和 2 在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为， 3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是 (二) 判断题 1. 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。即先形核，形
5CrNiMo模具热处理
5CrNiMo钢制热作模具热处理 工艺操作要点： 1）采用箱式电炉加热为防止模面和燕尾的氧化脱碳，必须加保护，如图6-49所示，即在装炉前将锻模工作朝下放入铁盘中，盘底上及燕尾槽面周围铺垫一层30~45mm厚的保护剂（旧渗碳剂或木炭末，加一些焙烧过的铸铁屑），上面用耐火泥或黄泥密封，圆角处缠上石棉绳。2）分段加热由于模具尺寸大，5CrNiMo钢导热性差，为减少加热时产生的热应力，采用分段加热，即加热至500~600℃保温4h后，缓慢升至840~860℃，保温6h。 3）预冷—淬火锻模加热保温后出炉，先去除铁盘和保护剂，清理模面，在空气中延时冷却至780~800℃（预冷约为8min），然后淬火40~70℃油中冷却。 4）严格控制在油中停留时间在油中停留约50~60min，整个模具冷却至约200℃左右（从油中取出时冒青烟而不着火）出油空冷，并及时将模具在300~400℃时装炉进行回火。 5）整体回火回火在箱式炉中进行，也需采用分段加热缓慢升温的方法。将淬火后的锻模装进300~400℃的炉内，保温3h，再缓慢升温至550~570℃，保温3~6h，回火后油冷。第二次回火要在第一次回火冷至室温后方可进行。最后再进行一次160~180℃低温回火。 6）燕尾回火如图6-50所示，将燕尾浸入600~650℃盐浴中加热，保温时间用观察模面回火色的方法来控制，回火前先将模面用砂纸打光当模面颜色呈深蓝色时即停止加热。也可用表面温度测试仪表，指示温度在230~270℃。出炉油冷至100℃左右转为空冷。燕尾部分可得到均匀的回火索氏体组织，硬度为HRC25～30。 7）局部保护淬火为了缩短热处理周期，还可采用盒盖保护燕尾淬火的方法，即在锻模淬火
模具材料及热处理
模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。 2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。 2.1.4硬度值对照表：