模具材料及模具表面强化技术及其应用(一)

模具表面喷丸强化

模具表面喷丸强化随着现代工业技术的发展，对于模具使用性能提出了更高的要求。努力缩短模具的生产周期提高模具的质量，延长模具寿命，直接或间接带来的社会效益和经济效益是难以估量的。材料和热处理是影响模具质量、性能和使用寿命最重要的内在因素。60%模具的早期失效，是由材料和热处理的因素造成的。为了提高模的强度及模具的耐磨性，充分挖掘模具材料的性能潜力，延长模具服役寿命，采取了许多有效的措施，从省能源、省资源、充分发挥材料的性能潜力，获得特殊性能和最大技术经济效益出发，发展和应用表面强化工艺技术是提高模具使用性能和寿命的极重要的发展方向，喷丸强化就是其中的一项经济、简便而有效的模具表面处理工艺方法，值得大力推广。喷丸强化是借助于硬丸粒，高速、连续锤击金属表面，使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分，从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能。喷丸还可改变模具的表面粗糙度，并有效地去除电火花加工而产生的表面变质层。喷丸强化方法简单易行，节约能源，适用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具，如锻模服役时，要经受弯曲和热膨胀，常发生因局部屈服而导致显微裂纹，喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成，从而延迟模具龟裂发生，模具经喷丸强化后使用寿命情况如表1所示。

喷丸强化原理喷丸过程就是大量弹丸喷射到零件表面上的过程，而弹丸喷射到零件表面上有如无数小锤对表面锤击，因此，金属零件表面产生极为强烈的塑性形变，使零件表面产生一定厚度的冷作硬化层，称为表面强化层，此强化层会显著地提高零件在高温和高湿工作下的疲劳强度。零件表面形成的强化层之所以会改善其疲劳性能，其原因是在此层内有着完全不同于基体（即零件心部）的应力状态及组织结构，一般地说零件疲劳强度的提高与表面强化层内以下三个因素有关：（1）表面层的宏观残余应力；（2）表面层的微观应力；（3）表面层的微细嵌镶组织。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失却尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故，所以机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。喷丸可改变了应力分布状态，使零件表面形成一条很宽的压应力分布带，从而可极大地提高疲劳强度和零件的实际承载能力。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化模具表面的手段，模具喷丸的强化机理是弹丸流的撞击形成模具材料塑性变形而导致冷作硬化；第二个因素是弹丸流的撞击改变了表面残余应力状态和分布，使模具材料表层和次表层造成很大的残余压应力，而喷丸产生的残余压应力又是强化机理中的重要因素。喷丸处理后模具的表面硬度增加，距表面愈近，效果愈明显，喷丸造成的模具表面硬度增加是由于表层组织形变强化及残余压应力值增大的综合结果。此外，喷丸还能促使模具表层的组织发生转变，即残余奥氏体诱发转变为马氏体，并且能够细化马氏体的亚结构，进一步提高了模具表面硬度和耐磨性，从而延长模具的使用寿命。

常用模具材料牌号对照表

常用模具材料牌号对照表类别中国钢号通用钢号钢材特性塑胶模具钢3Cｒ2Mo P２0(美国）618（瑞典）预硬塑胶模具钢３Cr2NiMo718（瑞典）P20+Ｎi(美国) 超预硬塑胶模具钢４Ｃr13Ｓ136（瑞典)抗腐蚀塑胶模具钢 1CrNi3 ＮAK80（日本)镜面塑胶模具钢 3Cr１７Mo M30０（奥地利）耐腐蚀塑胶模具钢五金模具钢ＣrWMn ＳＫS3（日本)不变形油钢 Cr１2 Cr12MoＶＳKD１1（日本) D３（美国) 耐磨韧性铬钢 Cr1２Ｍo1V1 Ｄ2(美国) 热作模具钢4Cr5MoSiV1SKD61（日本）通用热作模具钢 H13（美国) 840７(瑞典）冷作模具钢?CrWMn/ＳKＳ31／1０5Ｗ／Cr6高硬度，中等淬透性，价格低廉。 20７—25５820-840 下料模、冲头、成型模、搓丝板顶出杆及小型塑料压模等。?9Ｍn２V/Ｏ2/DF—2 具有良好冲载能力,热处理变形小。≤229７80-８０0 厚度小于６mm以下得小型冲压模具及切纸机、刀具等。 9CrＷＭn／O１/SKS3／DF—3/100Mｎ/CrW4 淬火变形小，具有良好得刃口保持能力，热处理变形小。197－241 82０—84０薄片冲压模、手饰压花模等。９SiCr/X１00Cr／ＭoV51具有高硬度良好得韧性与较好得抗回火稳定性。１97—２４１８６0-88０下料模、冲头、搓丝板、压印模、顶出杆等?Cr5Mｏ１Ｖ/A２／SKＤ12/X Ｗ—１０/210／Cｒ１2空冷淬硬性铬钢，韧性极佳，高耐磨损性与抗腐蚀能力。≤２55９50-１000拉伸模、压花模、下料模、冲压模、及耐磨塑料模等. Cr12/Ｄ3/SKD1/X1６5Ｃr／ＭoV12高碳铬钢，具有高耐磨性与抗腐蚀能力。217—269 95０－9８0 应用于小动载条件下要求高耐磨形状简单得拉伸模及冲载模。?Ｃr12ＭoV/Ｘ1５5Cr/VMo121具有良好得淬透性，高耐磨性，韧性高。 207—255 1000—１02０下料模、冲头、滚丝轮、剪刀片、冷镦模、陶土模及热固塑料成型模等. Cr12Mo1Ｖ1/D2/ＳKD1１／W－42具有良好得淬透性，高韧性，高耐磨损性,强韧性极佳，并具有良好得抗回火稳定性,热处理变形小. ≤255 １0０0—10２0重型落料模、冷挤压模、深拉伸模、滚丝模、剪刀片、冷镦模、陶土模等。?７Cｒ７Mｏ２V2Si具有高韧性，高耐磨损性，热处理变形小。 2４１—269110０—1150

模具表面强化处理技术

机电设备维修课程技术论文论文题目：工件表面强化技术系别机电工程系专业年级学生姓名学号日期 2015年 6月

目录摘要.................................................................................................... 一、低温化学热处理 1.离子渗氮 2.氮碳共渗 3.碳氮硼三元共渗二、气相沉积 1.物理气相沉积 2.化学气相沉积 3.物理化学气相沉积三、激光热处理 1.激光淬火 2.激光熔凝硬化 3.激光合金化四、稀土元素表面强化 1.稀土碳共渗 2.稀土碳氮共渗 3.稀土硼共渗 4.稀土硼铝共渗

摘要：模具热处理不当是造成模具失效的重要原因之一，本文研究了目前模具表面强化处理的一些新工艺，分析了低温化学热处理、气相沉积、激光热处理以及稀土元素表面强化等新工艺的模具表面强化特点，为使用表面强化技术提高模具使用寿命提供参考。关键词：模具；表面强化处理；工艺；寿命模具是各工业部门的重要工艺装备，它的使用性能，特别是使用寿命反映了一个国家的工业水平，并直接影响到产品的更新换代和在国际市场上的竞争能力。因此，各国都非常重视模具工业的发展和模具寿命的提高工作。目前，我国模具的寿命还不高，模具消耗量很大，因此，提高我国的模具寿命是一个十分迫切的任务。模具热处理对使用寿命影响很大。我们经常接触到的模具损坏多半是热处理不当而引起。据统计，模具由于热处理不当，而造成模具失效的占总失效率的50%以上，所以国外模具的热处理，愈来愈多地使用真空炉、半真空炉和无氧化保护气氛炉。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体强韧化在于提高基体的强度和韧性，减少断裂和变形，故它的常规热处理必须严格按工艺进行。表面强化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。表面强化处理方法很多，主要有渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、氮碳共渗、渗金属等。采用不同的表面强化处理工艺，可使模具使用寿命提高几倍甚至于几十倍，近几年又出现了一些新的表面强化工艺，本文着重四个方面叙述如下，一、低温化学热处理 1.离子渗氮为了提高模具的抗蚀性、耐磨性、抗热疲劳和防粘附性能，可采用离子渗氮。离子渗氮的突出优点是显著地缩短了渗氮时间，可通过不同气体组份调节控制渗层组织，降低了渗氮层的表面脆性，变形小，渗层硬度分布曲线较平稳，不易产生剥落和热疲劳。可渗的基体材料比气体渗氮广，无毒，不会爆炸，生产安全，但对形状复杂模具，难以获得均匀的加热和均匀的渗层，且渗层较浅，过渡层较陡，温度测定及温度均匀性仍有待于解决。离子渗氮温度以450～520℃为宜，经处理6～9h后，渗氮层深约0.2～0.3mm。温度过低，渗层太薄；温度过高，则表层易出现疏松层，降低抗粘模能力。离子渗氮其渗层厚度以0.2～0.3mm为宜。磨损后的离子渗氮模具，经修复和再次离子渗氮后，可重新投入使用，从而

模具材料及其制备方法的制作方法

本技术提供了一种模具材料及其制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为14301480℃，然后在12401320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。与现有技术相比，本技术以C、Al、Mn、Si、Co、Zr、Ni、W、Ti、Fe为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的模具材料的耐高温和耐磨性能。技术要求 1.一种模具材料，其特征在于，包括以下重量比的成分： C 1.2-2.8％，Al 0.35-0.79％，Mn 0.12-0.88％，Si 1.2-2.9％，Co 3.3-7.5％，Zr0.2- 0.7％，Ni 0.6-2.1％，W 0.3-0.8％，Ti 2.4-4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。 2.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，C 1.2-2.4％。 3.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Al 0.35-0.62％。 4.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Mn 0.45-0.88％。 5.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Si 1.2-2.1％。 6.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Co 3.8- 7.1％。 7.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Zr 0.4-0.7％。 8.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Ni 0.6-1.6％。 9.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Ti 2.8-4.1％。 10.一种权利要求1-9任意一项所述的模具材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。

模具技术要求

模具技术要求．模具材料及热处理要求 1. 拉延、成形类模具外板件拉延序凸模、凹模及压边圈使用 GGG70铸铁，淬火硬度HRC50-55内板件凸模、凹摸及压边圈使用MoCr铸铁,淬火硬度HRC50-55特殊情况下须渗氮或TD处理（模具图纸会签时确认）。变形剧烈及高强度钢板（抗拉强度≥ 350MPa的制件应采用整体镶Cr12MoV淬火硬度要达到HRC5—8 62。基体采用HT300采用键槽与螺栓链接。 GGG7 0铸件厂：天津虹岗或长城精工或经甲方认可的同等铸造品质铸造厂。 2. 冲裁类模具普通板料零件料厚小于或等于1.2mm的刃口镶块可采用空冷钢（7CrSiMnMoV或ICD-5）, 淬火硬度 HRC55-60料厚大于1.2mm的采用Cr12MoV材料，淬火硬度为 HRC5&62。料厚大于等于1.4m m的镶块采用波浪刃口。高强度板的制件采用Cr12MoV材料，淬火硬度为HRC5&62。所有凹模镶块、废料刀均采用背托，凹模采用镶块结构，凸模可采用整体结构。模具基体采用 HT300。 3. 翻边、整形类模具中大型模具凹模镶块原则上应采用侧面固定式以便于调整；小型模具可采用整体式结构，料厚大于1.4m m的凹模采用镶块式。零件料厚小于或等于1.2mm,材料可选用MoCr∕7CrSiMnMoV零件料厚大于1.2mm的采用 Cr12MoV 或与之相当的材料（应取得甲方工艺认可，具体以会签为准）。普通板料的制件凸模可采用合金铸铁，表面淬火硬度不低于HRC50高强度板的制件采用 Cr12MOV 材料，淬火硬度为 HRC58-62如采用分体或镶块式基座（底板）可采用 HT300 的材料。对于部分易拉毛部位，必要时需进行 TD处理。 4. 压料（退料）顶出器可采用铸造结构，但应根据其强度要求，决定用铸铁或球铁或铸钢材料（工艺会签时，甲方根据具体结构决定）。 5. 其它部件材质及热处理按国家标准执行。二．模具结构及技术要求 1. 模具结构 1.1 模具结构采用单动式，原则上按甲方认可的乙方提供的结构式样（模具需满足自动化线要

模具常用钢材一览表

模具常用钢材一览表钢材类型钢厂编号出厂状态及硬度钢材特性供应商比较标准塑料模具钢 LKM638 预硬至HB 270 - 300 加工性能良好 LKM AISI P20 塑料模具钢 LKM738 预硬至HB 290 - 330 优质预硬，硬度均匀易切削加工 LKM AISI P20 Ni / DIN1.2738 塑料模具钢 LKM738H 预硬至HB 330 - 370 优质预硬，硬度均匀易切削加工 LKM AISI P20 Ni / DIN1.2738 塑料模具钢 LKM2311 预硬至HB 280 - 325 预加硬塑料模具钢 LKM AISI P20 / DIN1.2311

塑料模具钢 LKM2312 预硬至HB 280 - 325 极易切削，适宜大批量快速加工LKM AISI P20 S / DIN 1.2312 塑料模具钢舞阳718 预硬至HB 290 - 340 预加硬塑胶模具钢中国舞阳 AISI P20 Ni/DIN 1.2738 塑料模具钢宝钢P20 预硬至HB 270 - 300 预加硬塑胶模具钢中国宝钢 AISI P20 塑料模具钢德国2738 预硬至HB 290 - 330 预加硬塑胶模具钢德国 AISI P20 Ni 塑料模具钢 LKM2711 预硬至HB 335 - 380 高硬度及高韧性 LKM AISI P20，特级版/DIN1.2711 塑料模具钢 IMPAX 718H

预硬至HB 330 - 380 预加硬纯洁均匀，含镍约1.0% 瑞典ASSAB AISI P20，改良型塑料模具钢 NAK80 预硬至HB 370 - 400 高硬度，镜面效果特佳，放电加工良好，焊接性能极佳日本大同 AISI P21，(改良型) VAR 耐腐蚀塑料模具钢 LKM2083 退火至HB 215 - 240(需淬火) 可加硬至约HRC52，防酸及拋光性能良好 LKM AISI 420 / DIN 1.2083 耐腐蚀塑料模具钢 LKM2083H 预硬至HB 280 - 310 预加硬，防酸及拋光性能良好 LKM AISI 420 / DIN 1.2083 耐腐蚀镜面模具钢 STAVAX S136 退火至约HB 215(需淬火) 高纯度，高镜面度，拋光性能好，抗锈防酸能力极佳，热处理变形少瑞典ASSAB AISI 420，ESR 耐腐蚀镜面模具钢 STAVAX S136H 预硬至HB 290 - 330 高纯度，高镜面度，拋光性能好，抗锈防酸能力极佳，热处理变形少瑞典ASSAB

模具材料及表面强化技术期末复习题(经典)

模具材料及热处理复习思考题 1、名词解释题： 1）基体钢：通过降低高速钢中碳含量与合金元素优化，减少钢中过剩碳化物，从而改善高速钢塑性和韧性而研制出的一种超高强度钢 2）预硬型塑料模具钢：指供货时已预先进行了热处理，并达到模具使用状态硬度，在此硬度条件下将模具成型加工，不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具制造精度。 3）时效硬化型塑料模具钢：指一类低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蚀塑料模具用钢。这类钢经固溶处理+失效处理后，具有高的强度、硬度，高的抗腐蚀性和高的加工精度 4）热稳定性：模具材料在高温的条件下工作时，保持其硬度，组织稳定性及抗软化能力。 5）淬透性：是指模具钢材淬火是获得马氏体的能力。 6）热疲劳:热做模具的工作条件是反复受热，受冷，在反复热应力的作用下，模具表面会形成网状裂纹，这种现象称为热疲劳。 7）降碳高速钢：为了提高韧性而研制出的一种降碳降矾的低碳高速钢类型的冷作模具钢 2.a失效的定义？产品丧失规定的功能（包括规定功能的完全丧失，规定功能的降低）称为失效。 b.何谓失效分析？是指分析失效原因，研究和采取补救措施和预防措施的技术与管理活动，在反馈于生产，因而是质量管理的一个重要环节。 c.失效分析的目的是什么？寻找材料及其构件失效的原因，从而避免和防止类似事故的发生，并提出预防或延迟的措施 3、模具材料的力学性能主要有几项要求？淬火温度高低对模具材料热处理质量有什么影响基本要求: 1.具有高硬度和强度，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合; 2.具有高耐磨性，以保证模具在长期工作中，其形状和尺寸公差在一定范围内变化，不因过分磨损而失效; 3.具有足够的韧性，以防止模具在冲击负荷下产生脆性断裂; 4.热处理变形小，以保证模具在热处理时不因过大变形而报废; 5.有较高的热硬性，以保证模具在高速冲压或重负荷冲压工序中不因温度升高而软化

冲压模具材料的分类及强化处理技术_孟鑫沛

冲压模具材料的分类及强化处理技术孟鑫沛（东莞职业技术学院，广东东莞 523808）摘要：随着现代制造技术的不断进步，尤其是汽车、电子、航空工业的快速发展，越来越多的产品要求模具在高温、高速条件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上给模具制造业带来了挑战。文章从常用冲压模具材料的种类、冲压模具材料的合理选择对热处理的影响、冲压模具表面处理技术等方面出发，对常用冲压模具材料的分类及处理技术进行相应分析。关键词：冲压模具材料；热处理；表面处理；模具材料性能中图分类号：TG385 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）17-0091-02 模具作为工业生产的重要工艺设备，在其实际应用过程中，具有生产效率高、材料利用率高、制件精度高、复杂程度高等优势，这些是其它加工制造技术无法比拟的。模具生产技术已经广泛应用在汽车、电子、机械、仪表、家电、航空等行业中。在很长一段时间内，模具作为重要工艺设备极大的促进了生产的发展，但是随着模具种类的不断增多，形状越来越复杂，加工工艺越来越困难，再加上热处理技术的限制，模具技术的发展速度逐渐缓慢，并出现各种质量问题。在这种情况下，有必要对模具材料的种类进行分析并选取合适的模具材料以及对应的处理技术，确保模具质量。 1　常见冲压模具材料的种类及性能 1.1　常见冲压模具材料种类常见冲压模具材料主要包括碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高速钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。其中，碳素工具钢价格便宜、加工性能较好，热处理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸较小、形状简单且承受荷较小的模具零件中使用；低合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入适量的合金元素而形成的。它的优势是能有效的降低淬火冷却速度，将热应力和组织应力降至最低，同时减小淬火变形和降低开裂倾向；高碳高铬工具钢不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性优势，还具有较好的淬透性、淬硬性、高稳定性等优势，热处理变形很小；高速钢硬度较高，还具有较高的抗压强度和耐磨性，通常采用快速加热和低温淬火工艺，在一定程度上改善了材料的韧性。但是高速钢中的合金元素含量较高、成本高、脆性较大，再加上其工艺性能不佳，不能广泛应用在工业生产中；基体钢是在高速钢的基础上添加少量的其它元素，在具有高速钢好的耐磨性和硬度的前提下，其抗弯强度和韧性均有所提高。一般用于制造冷挤压、冷镦模具；硬质合金一般具有较高的硬度和耐磨性，而钢结硬质合金的性能更佳，它是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂，以碳化钛、碳化钨等材料作为硬质相，用粉末冶金的方法烧结而成，用这种材料制作的模具坚固耐用，适合在大批量生产用模具上应用。 1.2　模具材料性能在模具材料的选用过程中，必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标；硬度的高低将直接影响模具的使用寿命，对模具质量有重要影响；韧性反映材料在较强的冲击载荷的作用下，抵抗脆性断裂的能力，也是模具钢尤其是冲压用冷作模具钢的重要性能指标；抗疲劳性是指材料在重复载荷条件下抵抗疲劳破坏的性能指标。工艺性能主要包括锻造性能和热处理性能等。锻造性能是指材料经受锻压时的工艺性能；热处理工艺对模具质量有很大影响，在实际应用 2012.0691

模具表面强化处理技术

机电设备维修课程技术论文论文题目：工件表面强化技术系别机电工程系专业年级学生姓名学号日期2015年6月

目录摘要.................................................................................................... 低温化学热处理 1.离子渗氮 2.氮碳共渗 3.碳氮硼三元共渗二、气相沉积 1.物理气相沉积 2.化学气相沉积 3.物理化学气相沉积三、激光热处理 1.激光淬火 2.激光熔凝硬化 3.激光合金化四、稀土元素表面强化 1.稀土碳共渗 2.稀土碳氮共渗 3.稀土硼共渗 4.稀土硼铝共渗

注塑模具常用钢材及性能

钢材类型钢材名称应用塑胶模具钢MEK4 高耐磨高韧性之塑胶模 X13T6W (236) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具 X13T6W(236H) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具热作工具钢SMV3W 压铸模,挤压模,塑料模 ADC 3 压铸模,挤压模塑胶模具钢718S 塑料模之内模件 718H 塑料模之内模件 S136 耐腐蚀镜面模具 S136H 耐腐蚀镜面模具 OPTIMAX 光学级镜面不锈钢模 ELMAX 高耐磨耐腐蚀性塑料模具 CORRAX S336 高耐腐蚀性塑料模具 RAMAX 168 易切削耐腐蚀塑料模 CALMAX 635 冷作及塑胶模热作工具钢8407 金属压铸,挤压模冷作工具钢DF2 微变形耐磨油钢,冷冲压模 XW42 冷挤压成形模,精密五金模 V10 高寿命精密冲切模塑胶模具钢P×88 通用塑胶模,良好抛光性能 NAK55 高性能塑胶模,橡胶模 NAK80 高抛光性镜面塑胶模 S-STAR 高镜面度耐腐蚀模具 S-STAR(A) 高镜面度耐腐蚀模具热作工具钢DH31-SUPER 金属压铸,挤压模冷作工具钢YK30 冲裁模,弯曲模 GOA 冷压加工,冲裁模,成形模 DC11 冷挤压成形,拉伸模 DC53 冷挤压成形,拉伸模,冲裁模塑胶模具钢P20HH 塑胶模 P20LQ 塑胶模塑胶模具钢638 一般塑胶模,模架,下模件 2311 一般塑胶模,模架,下模件 2312 一般塑胶模,模架,下模件 738 一般塑胶模,模架,下模件 738H 一般塑胶模,模架,下模件 818H 高抛光度及高要求内镶件 2711 高硬度高韧性大型塑胶模 2083 防酸性良好抛光性塑胶模 2083H 防酸性一般抛光性塑胶模 2316A 高酸性塑胶模 2316 高酸性塑胶模 2316ESR 高酸性塑胶模热作工具钢2344 金属压铸,挤压模

模具表面强化技术的介绍

模具表面强化技术的介绍一、扩散法金属碳化物覆层技术介绍 1 、技术简介扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度，HV 可达1600~3000 （由碳化物种类决定），此外，该碳化物履层与基体冶金结合，不影响工件表面光洁度，具有极高的耐磨、抗咬合（粘结）、耐蚀等性能，可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。 2、与相关技术的比较通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法，是大幅度提高其耐磨、抗咬合（抗粘结）、耐蚀等性能，从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前，工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积（PVD）,化学气相沉积（CVD）,物理化学气相沉积（PCVD）,扩散法金属碳化物履层技术，其中，PVD 法具有沉积温度低，工件变形小的优点，但由于膜层与基体的结合力较差，工艺绕镀性不好，往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD 法具有膜基结合力好，工艺绕镀性好等突出优点，但对于大量的钢铁材料而言，其后续基体硬化处理比较麻烦，稍有不慎，膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD法沉积温度低，膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进，但与扩散法相比，膜基结合力仍有较大差距，此外由于PCVD 法仍为等离子体成膜，虽然绕镀性较PVD 法有所改善，但无法消除。由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力，因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势，此外，该技术不存在绕镀性问题，后续基体硬化处理方便，并可多次重复处理，使该技术的适用性更为广泛。 3、技术优势扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查，许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术，这些模具在进行国产化时，由于缺乏相应的成熟技术，往往使模具寿命低，有些甚至无法国产化。该技术国内七十年代就有人研究过，但由于各方面条件的限制，工艺及设备往往难以经过批量和长期生产的考验，使该技术中的一些实际存在的问

模具表面强化处理新技术

图2模具热处理工艺曲线二、气相沉积气相沉积技术是一种获得薄膜(膜厚0.1～5μm)的技术。即在真空中产生待沉积的材料蒸汽，该蒸汽冷凝于基体上形成所需的膜。该项技术包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、物理化学气相沉积(PCVD)。它是在钢、镍、钴基等合金及硬质合金表面建立碳化物等覆盖层的现代方法，覆盖层有碳化物、氮化物、硼化物和复合型化合物等。 1.物理气相沉积物理气相沉积技术，由于处理温度低，热畸变小，无公害，容易获得超硬层，涂层均匀等特点，应用于精密模具表面强化处理，显示出良好的应用效果。采用PVD处理获得的TiN 层可保证将塑料模的使用寿命提高3～9倍，金属压力加工工具寿命提高3～59倍。螺钉头部凸模采用TiN层寿命不长，易发生脱落现象。 2.化学气相沉积化学气相沉积技术，沉积物由引入高温沉积区的气体离解所产生。CVD处理的模具形状不受任何限制。CVD可以在含碳量大于0.8%的工具钢、渗碳钢、高速钢、轴承钢、铸铁以及硬质合金等表面上进行。气相沉积TiC、TiN能应用于挤压模、落料模和弯曲模，也适用于粉末成型模和塑料模等。在金属模具上涂覆TiC、TiN覆层的工艺，其覆层硬度高达 3000HV，且耐磨性好、抗摩擦性能提高、冲模的使用寿命可提高1～4倍。 3.物理化学气相沉积由于CVD处理温度较高，气氛中含氯化氢多，如处理不当，易污染大气。为克服上述缺点，用氩气作载体，发展中温CVD法，处理温度750～850℃即可。此法在耐磨性、耐蚀性方面不亚于高温CVD法。PCVD兼具CVD与PVD技术的特点，但要求精确监控，保证工艺参数稳定。三、激光热处理近几年来，激光热处理技术在汽车工业、工模具工业中得到了广泛的应用。它改善金属材料的耐蚀性，特别是在工模具工业中，经激光热处理的工模具的组织性能比常规热处理有很大的改善。 1.激光淬火由于激光处理时的冷速极快，因而可使奥氏体晶粒内部形成的亚结构在冷却时来不及回复及再结晶，从而可获得超细的隐针马氏体结构，可显著提高强韧性，延长模具使用寿命。现用于激光淬火的模具材料有CrWMn、Cr12MoV、9CrSi、T10A、W6Mo5Cr4V2、 W18Cr4V、GCr15等。这些钢种经激光淬火后，其组织性能均得到很大的改善。例如， GCr15冲孔模，把其硬度由HRC58～62降至HRC45～50，并用激光进行强化处理，白亮层硬度为HV849，基体硬度为HV490，硬化层深度为0.37mm，模具使用寿命提高2倍以上。又如，CrWMn钢加热时易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物，显著增加脆性，降低冲击韧性，耐磨性也不能满足要求。采用激光淬火可获细马氏体和弥散分布的碳化物颗粒，消除了网状。在淬火回火态下激光淬火可获得最大硬化层深度及最高硬度HV1017.2。 2.激光熔凝硬化用高能激光照射工件表面，被照射区将以极高的速率熔化，一旦光源消除，熔区依靠金属基体自身冷却，冷却速度极快。5CrNiMo渗硼层在激光熔凝处理后，与原始渗硼层相比，强化层深度增加，强化层硬度趋于平缓，渗硼层的脆性得到改善。

3-1模具材料标准

模具材料限用标准 1. 范围本标准对星凯科技有限公司模具设计材料的选用作出了规定。根据模具零件的功能和重要程度按必须贯彻执行﹑推荐采用建议执行﹑按客户要求执行和不受本标准限制按贯例选用的四种情况在本标准内选用。按照本标准规定的选用材料原则进行选材，可以达到在确保模具品质的情况下合理选材﹑压缩品种﹑减少规格﹑简化供应渠道﹑减少呆料和库存积压。本标准适用于星凯科技在模具设计和制作过程中的黑色金属（即钢、铜和铝）材料的选用。本标准不适用于非金属（如塑料﹑塑胶）材料的选用。 2. 引用文件模具工业标准应用手册香港生产力促进局模具钢手册冶金工业部出版社机械设计手册化学工业出版社 3. 材料限用的一般规定 3．1选择材料一般应遵循的原则 a. 选择材料一般应以满足产品的功能和生产要求为原则 b. 在满足模具品质的情况下, 不要随意提高材料成本,要以节省资源为原则 c. 要选择货源充裕﹑有信誉度的供应商的材料。 3．2选择注塑模具材料时应考虑的影响因素 3．2．1受注塑产品的影响因素 a. 啤塑产品在啤塑过程中是否会对材料产生腐蚀性影响。 b. 塑胶树脂的种类对模具钢材的影响。 c. 塑胶件的生产批量对模具钢材的要求。 d. 塑胶件的外观品质对模具材料的要求。 3．2．2模具本身对材料的要求 a. 要求有良好的加工性（包括易切削性、良好的电加工性、好的抛光特性和溶接性）。 b. 对硬度和可预硬性的要求（包括材料内部组织纯洁均匀，可进行热处理和表面处理）。 c. 模具出现故障时易于修复，有良好的可烧焊性能。 4．材料限用的具体规定根据注塑模具的特点及其模具零件的功能和重要程度将模具零件分为成型零件﹑模胚组件和结构组件,对模具材料的限制选用分为以下四种情况： a. 成型零件——如上下模肉﹑行位﹑斜顶﹑直顶﹑上下模肉镶件﹑行位镶件等;成型零件的选用原则属于推荐采用建议执行，限用材料详见表二、表三、表四。 b. 模胚组件——如上下码模板﹑“A”板﹑“B”板﹑热流道框板﹑顶针板等;模胚组件的选用原则属于限制选用强制执行，限用材料详见表五。 c. 结构组件——如硬片﹑法兰﹑唧咀﹑司筒针压片等;结构组件的选用原则属于必须贯彻执行,若客户有特别的要求应建议客户接受我们的意见。限用材料详见表六。 d. 除上述三种情况以外的所有零﹑组件的选材原则不作规定，按以往贯例选取。 ※为便于查找资料和选材本标准将通用模具材料分类和材料牌号列于表一：

模具材料及表面处理技术

模具材料及表面处理技术实验指导书姓名班级学号南京农业大学工学院机械工程系机械制造教研室 2006年11月

目录实验一冷作模具材料选用实训 (1) 实验二热作模具材料选用实训 (5) 实验三塑料模具材料选用实训 (9)

实验一冷作模具材料选用实训一、实验目的 1．正确分析模具使用条件，合理选用适当的模具材料。 2．掌握常用冷冲压模具钢的热处理工艺。二、实验原理 1．模具材料的选用模具材料对模具的正常使用、模具使用寿命和模具成本的影响很大。选材时应综合考虑模具的种类、产品的批量、制件材料和制件复杂程度等因素。而对于模具材料本身，则要考虑它的力学性能、耐磨性、耐热性、热变形、淬透性、机械加工性、价格和供货情况等。 1) 满足模具的使用性能要求根据实际使用条件，综合考虑模具的工作条件、模具结构、尺寸和生产批量等，确定模具材料应具备的主要性能指标，以满足主要的几个性能要求来选择模具材料。工作条件：承受大负荷的重载模具，应选用高强度材料：承受强烈摩擦和磨损的模具，应选用硬度高、耐磨性好的材料；承受冲击负荷大的模具，应选用韧性高的材料。模具结构、尺寸：形状复杂、尺寸精度要求高的模具，应选用微变形材料；结构复杂、尺寸较大的模具，宜采用淬透性好、变形小的高合金材料，或制成镶拼结构。生产批量：对于小批量生产或新产品试制，可选用一般材料如碳素钢；当生产批量大或自动化程度高时，宜选用高合金钢或钢结硬质合金等材料。 2）考虑模具材料的工艺性能模具材料一般应具有优良的锻造性能与切削加工性能，即锻造的温度范围宽，容易被切削加工。对尺寸较大、精度较高的重要模具，还要求有较好的淬透性，较小的氧化脱碳和淬火变形、开裂倾向等。对要焊接加工的模具，材料

模具材料及表面强化

塑料模具的发展朱鹏有华东交通大学机电工程学院，材料成型及控制工程（模具）2班学号：20120310040216 摘要：模具工业是国民经济的基础工业,受到政府和企业界的高度重视，本文简述了塑料模具的现状及对其展望。关键词：塑料，模具材料，制造技术，发展方向 A bstract：This paper briefly describes the present situation of plastic mold, and the outlook. Keywords：plastic，Mold material，Manufacturing technology，The development direction 绪论模具是制造业的重要基础工艺装备。用模具生产制件所达到的高精度、高复杂程度、致高生产率和低耗能、低耗材,使模具工业在制造业中的地位越来越重要。现在,模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。一、塑料的概述和发展塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革等自然材料，成为现代工业和生活中不可或缺的一种化学合成材料。塑料是以合成树脂为主要成分柄含有一定成分添加剂而生成的一种有机高分子材料。根据需要，树脂可以加入称为助剂的其他成分，作为塑料配件，以改善或调节性能。常用的添加剂有填料、增强剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧剂、光稳定剂、固化剂、阻燃剂等并非所有的塑料配件中都必须加入助剂，而是根据塑料的预定用途和树脂的基本性能有选择的加入某些助剂。不同塑料品种之间，不仅由于树脂主链化学组成和结构、侧取代基化学组成和排列的不同有颇大差别，以同一种树脂为基础的塑料，所含助剂品种、数量不同，性能也有很大不同，这就使得塑料品种，品级出现了多样性，性能和应用也具有广泛性。随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。二、模具材料的发展概述我国模具钢生产技术发展迅速，形成了我国自己的模具钢系列，总产量已居世界前列，建成不少先进的生产工艺装备，但是模具钢的生产技术、产品质量方面还存在着许多不足，

常用模具钢材的价格表

常用模具钢材的价格表日本日立大同名称性能单价硬度 SLD(SKD-11) 特种冷冲模合金钢 58元/Kg 58－62 DAC(SKD-61) 优质热作铸模合金钢 60元/Kg 52－56 FDAC(DH2F) 特种耐热压铸模具钢 85元/Kg 37－43 DC-53 特种冷冲模合金钢 62元/Kg 60－63 HPM50(NAK80) 预加硬优质塑胶模具钢 54元/Kg 37－43 NAK55 预加硬优级塑胶模具钢 52元/Kg 36－42 SKH-9(SKH-51) 特种优质高速钢 180元/Kg 60－63 YKS3（YK30）高级碳素工具钢 45元/Kg 58－62 SGT(SKS3) 耐磨不变形合金工具钢 43元/Kg 56－60 PX5 优质塑料模具钢 28元/kg 30－35 HPM1 塑胶模具钢 56元/Kg 37－41 HPM38 抗腐蚀镜面模具钢 88元/Kg 50－55 H3100 三宝红铜 120元/Kg 锻打铜78元/Kg DEX20 通用粉末高速钢 800元/Kg 62－66 DEX40 通用粉末高速钢 800元/Kg 64－67 S50C 优质碳素钢 16元/Kg 28－32 瑞典一胜百 618 预加硬塑胶模具钢 25元/Kg 30－35 718 预加硬塑胶模具钢 48元/Kg 30－36 718H 预加硬塑胶模具钢 56元/Kg 31－38 S136 优质抗腐蚀镜面模具钢 106元/Kg 50－53 S136H 优质抗腐蚀镜面模具钢 118元/Kg 52－55 8407 热作压铸模具钢 95元/Kg 52－56 DF-2 不变形耐磨油钢 45元/Kg 56－60 XW-41 高碳高铬工具钢 72元/Kg 58－62 58德国撒斯特 2311 塑胶模具钢 24元/Kg 30－34 2738 预加硬塑胶模具钢 28元/Kg 30－35 2316 预加硬抗腐蚀镜面模具钢 68元/Kg 30－38 2083 抗腐蚀镜面模具钢 65元/Kg 31－38 2344 热作压铸模具钢 66元/Kg 52－56 2510 不变形耐磨油钢 46元/Kg 56－60 2379 特种冷冲模合金钢 58元/Kg 58－62 德国P20 优质塑料模具钢 22元/Kg 30－33 美国P20 优质塑料模具钢 24元/Kg 30－34 奥地利百绿 M202 优质预加硬塑胶模具钢 30元/Kg 30－35 M238 优质预加硬塑胶模具钢 32元/Kg 30－36 M300 优质预加硬抗腐蚀镜面模具钢 85元/Kg 30－43 M310 优质抗腐蚀镜面模具钢 88元/Kg 50－53 W302 热作压铸模具钢 83元/Kg 52－56 K460 不变形耐磨油钢 48元/Kg 56－60 K110 特种冷冲模合金钢 58元/Kg 58－62

模具表面强化处理及强韧化

模具的强韧化和表面强化处理方法工业自动化程度的提高，用模具成型的产品愈来愈多。目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/5或1/3。据统计，由于模具寿命低而造成浪费，以及对产品质量影响所带来的损失，每年达数十亿人民币。实践证明，在模具设计和制造过程中，若能选用恰当的钢材，确定合理的热处理工艺，妥善安排工艺路线，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。今后对模具的要求更严格，为了使之寿命更长，对强韧化处理、表面处理的期待将愈来愈高。模具使用寿命与许多因素有关，各种因素在模具失效中所占比例是：热处理占52%；原材料占20%；使用占10%；机械、电加工占8%；锻造占7%；设计占3%。实际使用表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起失效居首位。 1、模具强韧化鉴于模具苛刻的工作环境，为提高模具使用寿命，我们要求模具具有优良的整体强韧化性能。此外，还要求模具具有优异的型腔表面耐磨性能，在这种情况下出现了对模具整体强韧化的基础上再对其表面进行强化的各种处理。在一般工艺条件下，往往强度与韧性之间存在着制约关系，材料强度增加，通常总伴随着材料韧性的降低。要求高强度的同时，又要求材料有较高的韧性，常常是很困难的。但是采取强韧化处理的措施，却能使钢的强度和韧性都能得到提高。多次冲击抗力的理论认为在同一强度水平下，随着冲击韧性增加，多次冲击抗力提高，也就是破断次数N增加；强度水平越高，冲韧性对多次冲击抗力所起的作用就越大。因此，在含碳量较高的模具钢中，采用强韧化处理，在保证模具主强度的条件下，适当提高冲击韧性，使强度和韧性得到最佳配合，必然有利于进一步提高多次冲击抗力。强韧化处理多种多样，但归结起来却基本上都是通过下列途径来取得强韧化效果的：充分利用板条马氏体和下贝体组织形态，尽量减少片状马氏体；细化钢的奥氏体晶粒和过剩碳化物，获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织；形变热处理。 1.1热作模具钢高温淬火和高温回火：热作模具钢5CrMnMo采用850℃淬火，淬火时马氏体形态以片

模具材料及表面强化技术考试(有答案)

1、简述模具材料对模具寿命的影响，总结模具选材的主要原则。答：1）从模具的使用来看，根据模具的工作状况，选用具有适当的强度和韧性匹配的模具，从而使模具寿命最高；通过适当地热处理与表面处理，使模具内部韧性高、模具表面强度高和耐磨性高，能有效地提高模具的整体性能及寿命。 2）主要原则：（1）使用性能足够；（2）工艺性能良好；（3）供应上能保证；（4）经济性合理。 2、分析拉深模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用? 答： 1）工作条件：拉深模具主要用于金属板料的拉深成形，拉深过程中模具的受力状态如课本图 7-8 所示。拉深载荷通过凸模圆角部位传给工件，工件外面部分通过凹模端面与压边圈之间向内流动。成形过程中，工件给凸模圆角半径部分压力F＇4，及摩擦力F4，给凹模圆角半径压力F＇3及摩擦力F3，给压力圈压力F＇1和摩擦力F1，给凹模端面压力F＇2和摩擦力F2. 2）主要失效形式：拉深模凸模、凹模和压边圈工作部分没有锋利的尖角，模具零件受力不像冲裁模那样局限在很小范围内，同时凸凹模间隙一般都比板材厚度大，模具较少出现断裂和塑形变形失效。但拉深模工作时，板材与凹模和压边圈产生相对运动，存在很大的摩擦，因此拉深模的主要失效形式为磨损，在磨损形式及机理上，主要表现为粘着磨损。 3） 4）材料的选用：根据坯料材质的不同，选用与其亲和力小的模具材料。一般来说，坯料为钢板，模具材料应选用有色金属，反之，坯料为有色金属，模具材料则选用钢和铁。（1）对于圆形件，小批量，可选T8/T10/45钢：（2）对于中批量的中小件，选MnCrW、crWV; （3）对于形状不规则的中小件，选Cr12MoV；（4）对于小件大批量，选硬质合金；（5）对于大型拉延模、汽车覆盖件模，可选铸铁。 3、从工艺性能和承载能力角度判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：7Cr7Mo2V2Si、Crl2MoV、Cr4W2MoV、GCrl5、9Crl8、W6Mo5Cr4V2、5Cr4Mo3SiMnV Al、6CrNiSiMnMoV、9Cr6W3Mo2V2、65Cr4W3Mo2VNb。答：7Cr7Mo2V2Si（LD1钢）、Crl2MoV（高耐磨钢）、Cr4W2MoV（高碳中铬钢）、GCrl5（高碳低合金钢）、9Crl8（耐蚀冷作模具钢）、W6Mo5Cr4V2（高速钢）、5Cr4Mo3SiMnVAl（基体钢——012Al钢）、6CrNiSiMnMoV（GD 钢——高韧性低合金钢）、9Cr6W3Mo2V2（GM钢）、65Cr4W3Mo2VNb（基体钢——65Nb钢）。 4、针对型腔复杂、精度要求高和寿命要求长的塑料模具，选材时主要考虑哪些因素？现有T12A和3Cr2Mo （P20）两种材料，请选择最合适的材料，并说明理由？参考答案： 1）考虑因素：（1）首先满足材料的使用性能足够原则；（2）考虑材料的工艺性能：如型腔的加工性能；（3）防止型腔切削加工成形后因淬火处理引起过大的型腔变形； 2）合适材料是3Cr2Mo（P20）钢。 3Cr2Mo（P20）钢是预硬型塑料模具钢。该钢预先经过了预硬化处理（调质处理），具有较好的综合力学性能和加工性能，保证了模具的精度和使用性能要求，加工后直接使用，不需要再进行热处理。 T12A钢属高碳工具钢，因硬度高、需球化退火才能加工，加工后需进行热处理，由于模具型腔复杂，易产生淬火变形，不适合制作此类模具。 5、选择压铸模具材料的主要依据有哪些? 答：根据压铸摸具的工作条件、性能要求、失效形式和模具要求、预期寿命进行选择：