金属材料第五章模具钢的选材及热处理工艺
模具钢的热处理
模具钢的热处理1.引言模具钢是一种用于制造模具的重要材料，其性能直接关系到模具的使用寿命和生产效率。
而模具钢的热处理是提高其性能的重要工艺之一。
本文将介绍模具钢的热处理工艺，主要包括淬火、回火和预硬化等处理方法及其影响因素。
2.模具钢的热处理工艺2.1 淬火淬火是模具钢热处理中最重要的工艺环节之一。
淬火能够使模具钢迅速冷却到室温以下，使其获得高硬度和优良的耐磨性能。
淬火的条件主要包括加热温度、保温时间和冷却介质的选择。
加热温度决定了模具钢的组织和硬化深度，保温时间和冷却速度则决定了淬火效果的好坏。
2.2 回火淬火后的模具钢通常会出现大量的残余应力和脆性，为了消除这些问题，需要进行回火处理。
回火可以改善模具钢的韧性和延展性，使其具有更好的综合性能。
回火温度和时间的选择是影响回火效果的重要因素，一般来说，回火温度越高，韧性越好，但硬度会相应降低。
2.3 预硬化预硬化是一种特殊的热处理方法，主要是为了提高模具钢的切削加工性能。
预硬化的目的是使模具钢在切削前达到一定的硬度，以提高切削效率和降低切削成本。
预硬化的温度通常较低，但时间较长，以保证钢材的组织细致均匀。
3.模具钢的热处理影响因素3.1 材料成分模具钢的化学成分直接影响其热处理效果。
高碳含量的模具钢通常具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差。
合理调整模具钢的成分可以使其具备理想的硬度和韧性。
3.2 加热温度加热温度是影响模具钢热处理效果的重要因素之一。
过高的加热温度会导致组织异常粗大，从而影响硬度和韧性的平衡，而过低的加热温度又会导致淬火效果不佳。
3.3 冷却速度淬火的冷却速度直接影响了模具钢的硬度和耐磨性。
冷却速度过慢时，钢材的组织细密度低，硬度不够；而冷却速度过快则容易产生裂纹和变形。
3.4 回火温度和时间回火温度和时间的选择是影响模具钢回火效果的关键因素。
过高的回火温度和时间会导致模具钢变软，而过低则无法消除淬火时的残余应力和脆性。
4.结论模具钢的热处理对其性能有着重要的影响。
模具钢热处理工艺
模具钢热处理工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊模具钢热处理工艺这档子事儿。
你说这模具钢啊，就好比是一位武林高手，而热处理工艺呢，那就是让这位高手武功更上一层楼的秘籍！通过热处理，模具钢就能变得更强、更硬、更耐用。
想象一下，模具钢就像是一块未经雕琢的璞玉，热处理就是那巧夺天工的雕琢过程。
把它放进热处理的“火炉”里，经过一番锤炼，出来的时候可就大不一样啦！这热处理工艺里啊，有退火、正火、淬火、回火等等。
退火就像是让模具钢放松一下，消除它的内应力，让它变得温顺一些。
正火呢，则像是给模具钢来一场热身运动，让它精神抖擞。
淬火可就厉害了，那简直是给模具钢来了一次“淬火重生”，让它瞬间变得坚硬无比。
而回火呢，就像是给刚刚经过淬火的模具钢来个安抚，让它别太“硬过头”了。
你可别小看了这些步骤，每一步都得恰到好处才行。
就像做饭一样，火候大了不行，小了也不行。
要是退火没做好，那模具钢可能就会有隐患；淬火过头了，说不定就容易开裂。
咱就说，这模具钢热处理工艺是不是很神奇？就好像魔术师一样，能把普通的模具钢变得神奇无比。
在实际操作中，可得小心谨慎。
温度要控制好，时间也要把握准。
就跟跳舞似的，节奏不能乱。
而且，不同的模具钢还有不同的脾气呢，得根据它们的特点来选择合适的热处理方法。
比如说，有些模具钢就像个急性子，淬火的时候温度就得高一些；有些则像个慢性子，得慢慢热处理。
你要是不了解它们的脾气，那可就容易出问题啦！还有啊，这热处理的设备也很重要。
就跟战士的武器一样，得精良才行。
要是设备不靠谱，那可就没法保证热处理的效果啦！总之啊，模具钢热处理工艺可不是一件简单的事儿，但只要咱认真对待，掌握好技巧，就能让模具钢发挥出最大的作用。
咱可不能小瞧了这工艺，它可是模具制造的关键环节呢！这不就是那句老话说得好嘛，“慢工出细活”，咱得有耐心，有细心，才能把这模具钢热处理工艺做好，让我们的模具更耐用，更可靠！你说是不是这个理儿？。
模具材料及热处理
模具材料及热处理模具是工业生产中不可或缺的工具。
它们在各种制造过程中被广泛使用，以制造各种产品和零件。
模具质量直接影响着产品制造的质量和成本。
因此，选择合适的模具材料和热处理方法至关重要。
模具材料是制造模具的关键因素之一。
选择模具材料需要考虑多个因素，包括材料的强度、硬度、耐用性、加工易度和成本等。
目前，常用的模具材料包括钢、铝、铜、金属陶瓷和塑料等。
钢是一种广泛使用的模具材料。
特别是工具钢，它具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐高温等优点。
根据不同的用途和要求，可以选择适合的工具钢。
其中，冷作模具钢常用于制造冲孔模、切割模和弯曲模等，而热作模具钢则适用于制造压铸模、锻造模和挤压模等。
铝模具则是适用于需要轻质、高效和高精度的生产领域。
铝模具具有良好的导热性、成本低廉和制作过程简单等优点。
当生产的产品需要进行高温或高压加工时，铝模具的优势就不再明显。
相较于钢和铝，铜材料被广泛应用于高精度、高速度加工和模具表面处理领域。
铜模具通常具有优异的热传递性和导热性，因此适用于需要特殊表面处理的行业，如金属喷涂和塑料注塑。
金属陶瓷材料是当下热门的模具制造材料之一。
金属陶瓷模具具有高硬度、高耐磨性、低热膨胀系数和优异的绝缘性等特点。
因此，金属陶瓷模具可以在高温和腐蚀的环境下长期使用，并且在一些高精度生产中更是一种必要的选择。
塑料模具在人们的日常生活中已经广泛应用。
它们具有成本低廉、制作过程简单和框架结构简单等优点。
然而，塑料模具的强度和耐磨性与其他材料相比较低，适用范围也相应较窄。
因此，仅适用于生产中不需要高精度或高要求的产品中。
除了选择适当的模具材料之外，热处理方法对于模具使用寿命和性能也至关重要。
热处理包括退火、正火、淬火和淬火回火等过程，可以使不同类型的材料达到不同的性能要求。
退火是一种简单的加热和冷却方法，可以使模具材料变得更柔软、易于加工和成形。
而正火过程可以将模具材料中的样变消除，并使其具有适当的强度和硬度。
热作模具钢的热处理工艺流程
热作模具钢的热处理工艺流程
一、前处理
在进行热处理之前，首先需要对热作模具钢进行清洗和预处理。
这包括去除表面的油污、锈迹和其他杂质，以确保热处理的均匀性和模具的寿命。
二、加热
将预处理后的模具放入加热炉中，加热至所需温度。
加热过程中，需要注意控制加热速度和温度，以避免模具出现裂纹或变形。
三、保温
在加热后，将模具在炉中保温一段时间，以确保模具充分吸收热量。
保温时间的长短取决于模具的材质和厚度，以及所需的热处理效果。
四、淬火
在保温结束后，将模具迅速冷却至室温，完成淬火过程。
淬火是热处理的关键步骤，可以改变模具的硬度和耐磨性。
根据模具的材质和用途，可以选择不同的淬火方式，如油淬、水淬等。
五、回火
淬火后，将模具再次加热至一定温度，并进行回火处理。
回火可以消除淬火过程中产生的内应力，提高模具的韧性和耐久性。
回火温度和时间的选择取决于模具的材质和用途。
六、冷却
回火结束后，将模具自然冷却至室温。
在冷却过程中，需要注意控制冷却速度，以避免模具出现裂纹或变形。
七、后处理
冷却后，对模具进行后处理，包括打磨、抛光等，以去除表面的氧化皮和其他杂质，提高模具的表面质量和精度。
以上是热作模具钢的热处理工艺流程。
通过合理的热处理工艺，可以提高模具的硬度和耐磨性，增强模具的韧性和耐久性，从而延长模具的使用寿命和提高生产效率。
第5章 模具钢料的热处理-模具表面处理技术
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本，成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果；模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性；◆提高表面的高温抗氧化性；◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能；减少冷却液的使用；◆提高模具质量，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间；◆大幅度降低生产成本与采购成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用；◆涂层磨损后，还退掉涂层后，再抛光模具表面，可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种，从表面处理的方式上，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术：一、物理表面处理法：表面淬火是表面热处理中最常用方法，是强化材料表面的重要手段，分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
模具钢的热处理
模具钢的热处理模具钢材是目前增长速度比较快的行业之一，主要原因是社会工业化的发展处于一个高峰期，各种模具钢材性能北欧不断在改进，形成了一定的市场规模。
而模具钢热处理的过程是决定模具钢性能的关键环节。
1.模具钢热处理是把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
由热作模具钢和冷作模具钢的性能差异可以看出不同的模具钢，需要的热处理条件是不一样的。
2.模具钢热处理有几下几种工艺：（1）退火：将金属或合金的材料加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
（2）正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却。
（3）淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却。
（4）回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却。
（5）调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火。
（6）表面热处理：改变模具钢表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。
表面热处理分为两大类，一类是表面淬火回火热处理，另一类是化学热处理，其硬度检验方法如下：1.表面淬火回火热处理表面淬火回火热处理常用感应加热或火焰加热的方式进行。
主要参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。
硬度检测可采用维氏硬度计，也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。
维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算，转换成标准、图纸或用户需要的硬度值。
表面淬火时，热作模具钢性能要求要比较耐高温，淬火温度会高些，冷作模具钢通常要求有较高的硬度。
2.化学热处理化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子，从而改变工件表面的化学成分、组织和性能的一种处理方式。
经淬火和低温回火后，工件表面具有较高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而工件的芯部又具有高的强韧性。
化学热处理工件的表面硬度检测与表面淬火热处理工件的硬度检测相近，都可以用维氏硬度计、表面洛氏硬度计或洛氏硬度计来检测，只是渗氮厚的厚度较薄。
模具钢的选材及热处理工艺共27页文档
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梦 境
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模具钢的选材及热处理工艺 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
模具钢生产工艺流程
模具钢生产工艺流程模具钢是一种专门用于制造模具的特种钢材。
它具有高硬度、高耐磨性、高尺寸稳定性等特点，适合制作高精度、高负荷的模具零件。
下面是模具钢的生产工艺流程。
模具钢的生产工艺主要包括原材料选材、熔炼、铸锭、加热处理、精整和最后的热处理等环节。
首先，原材料选材非常重要。
模具钢的主要原料是铁、钢和一些合金元素。
工艺要求对原材料进行精细分析和严格筛选，保证原料的质量。
接着，将选好的原材料放入熔炼炉中进行熔炼。
熔炼过程需要经历预热、熔池控制、混炼等过程，以保证熔池中的元素均匀分布。
在熔炼中，还可以根据不同的模具钢质量要求，加入适量的合金元素进行调整和改良。
随后，将熔炼好的钢液倒入铸造模具中，进行冷却凝固。
铸锭冷却后，进行切割、修整等处理，得到铸锭。
下一步就是加热处理。
加热处理的目的是调整模具钢的组织和性能。
一般包括回火、正火和淬火等步骤。
回火是通过加热和保持一段时间的操作，使模具钢的硬度适中，提高韧性。
正火是将加热的模具钢放入油池中急速冷却，使模具钢具备高硬度和耐磨性。
淬火则是在加热到一定温度后，迅速浸入冷却介质中进行快速冷却，以获得更高的硬度。
经过加热处理后，模具钢需要进行精整。
精整包括锻造、热处理和修整等步骤。
锻造是将模具钢加热到一定温度下施加压力进行塑性成形，以改善其组织和性能。
热处理则是对模具钢进行热处理，以消除内部残余应力和提高钢单耐蚀性能。
最后，对模具钢进行最后的热处理。
热处理的目的是进一步改善模具钢的组织和性能，以提高其耐磨性和寿命。
根据具体的要求，可以进行多次的热处理，以获得更好的效果。
综上所述，模具钢的生产工艺流程包括选择原材料、熔炼、铸锭、加热处理、精整以及最后的热处理。
每个环节都非常重要，只有每个环节都严格控制，才能制造出高质量的模具钢。
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第三节 塑料模具钢的选材及热处理工艺
一、塑料模具钢的选材
1.依据塑料模具服役条件和制品质量理 （1）碳素工具钢薄板冲裁模的热处理 1）双介质淬火工艺 2）碱浴淬火 3）等温淬火工艺 4）获得板条状马氏体的热处理 5)细化碳化物的热处理
图5-1 T10A钢制冷冲模常规热处理工艺 图5-2 T10A钢制冷冲模碳化物超细化处理工艺
2. 低合金钢薄板冲裁模的热处理 热处理措施如下: 1)增加工艺孔及局部包扎铁皮 2）采取低温淬火和恒温延迟冷却淬火 3）快速加热淬火 4)优选淬火冷却方式 5）回火
2.锤锻模具的热处理 （1）热锻模具钢的退火 1)普通退火 2)防白点退火 3)高温回火
（2）热锻模具的淬火、回火 1）淬火工艺 ①淬火前的准备工作 ②淬火加热 ③淬火温度的选择 ④淬火加热时间 2）回火工艺
3.热挤压模具的热处理
（2）淬火工艺 （3）回火工艺
4.热切边模的热处理
以8Cr3钢制汽轮机叶片热切边模为例 （3）模具的退火工艺
的模具更要保证模具各部位温度均匀． 以防止热膨胀引起翘曲变形。 2)回火：选择回火介质时要注意安全，热油回火 温度不应超过250℃，为防止发生火灾 应 备有密合的盖子和干砂，万一热油 烧着，则应立即用盖子盖严并在四周撤 上干砂。
第二节 热作模具钢的选材及热处理工艺
一、热作模具钢的选材 1．热作模具的选材 （1）热锻模的选材 （2）热挤压模常用材料及选用原则 （3）压铸模常用材料及选用原则
为获得良好的切削加工性能，并使淬火、回火后具有 良好的组织和性能，8Cr3钢锻造后必须进行退火，退火 加热温度780～800℃，保温时间1～2min/mm，＜500℃出 炉空冷。退火后的硬度一般为HB≤255。 （4）淬火、回火工艺
8Cr3钢制热切边模的淬火温度为840～820℃。为防止 氧化＼脱碳，在加热时需保护。
（4）冷墩模材料的选用
冷墩凸模可采用T10A、60Si2Mn、9SiCr、GCr15等钢制造， 凹模采用T10A、Cr12MoV、GCr15等钢制造。
对于重载冷墩模通常采用Cr12、65Nb、LD、RM2、LM1、 LM2、GM等。
（5）弯曲模材料的选用 小件弯曲、卷边、成形用模具承受负荷较小，可选45、
（2）冷挤压模材料的选用
目前，最常用的是60Si2Mn、Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V钢 及低碳高速钢6W6Mo5Cr4V12，基体钢LD、65Nb、012Al、LM1、 LM2、GD，马氏体时效钢。
（3）拉深模材料的选用
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T10A、9M2V、CrWMn 、GD、65Nb等钢；对于 重载拉深模，可选用Cr12、Cr12MoV、GM、ER5等钢。
T10A、GD钢；中件弯曲、卷边、成形用模具承受负荷较大、 磨擦较剧烈、小批量生产可选择低熔点合金、锌基合金；生 产批量较大时，宜选用6W6、CrWMn钢。 （6）拉丝模材料的选用
对于拉丝模可选用T10A、T10、6W6钢制作拉铝、铜合金细 丝用模具；可选用Cr12、Cr12Mo1V1、ER5、GM钢及硬质合金 制作拉非铁金属的粗棒或钢钢丝用模具。
模具的淬火冷却在油中进行。为避免开裂及变形，在 入油前可在空中预冷至780℃。在油中冷却到150～200℃ 时出油，并立即进行回火。
5.热作模具钢的选材、强化处理及使用寿命关系的比较 （1）热冲头 材料为3Cr2W8V，原热处理工艺为1050～1100℃ 淬火，630℃回火两次，硬度值为45～47HRC，生产200～350 件后，软化变形和开裂；现行热处理工艺为1275℃加热， 300～320℃等温淬火，46～48HRC，生产1500～2200℃件不再 开裂。 (2)热挤压模具 材料为3Cr2W8V，原热处理工艺为1050～ 1100℃淬火，620℃回火两次，硬度值为45～48HRC，生产 1200件后早期开裂；现行热处理工艺为1200℃加热，680℃回 火两次，硬度值为40～45HRC,生产3300件变形或疲劳。 （3）锤锻模 材料采用5CrMnMo，经860～880℃淬火，燕尾油 冷，480℃回火，硬度达32～35HRC，可生产2500件后燕尾开 裂；当经880℃加热，450℃等温淬火，480℃回火后，燕尾不 再开裂，可生产6000～100000件。
1）铜合金压铸模 2）铝合金压铸模
二、热作模具钢的选材及热处理工艺举例
1．主要热作模具的制造工艺路线 （1）锤锻模的制造工艺路线 下料→锻造→退火→机械粗加工 →探伤→成形加工→淬火及回火→钳修→抛光。 （2）热挤压模的制造工艺路线 下料→锻造→预先热处理→机 械加工成形→淬火及回火→研磨抛光。 （3）压铸模的制造工艺路线 锻造→退火→机械粗加工→稳 定化处理→精加工成形→淬火及回火→钳工修配→发蓝。 （4）形状复杂、精度要求高的压铸模的制造工艺路线 锻造→ 退火→粗加工→调质→精加工成形→钳工修磨→渗氮（或碳氮 共渗）→研磨抛光。
3. 高铬钢薄板冲裁模的热处理 热处理要点如下 1）淬火加热温度 2)保温时间 3)冷却方式 4）回火 5）深冷处理
4. 厚板冲裁模的热处理 几种强韧化热处理新工艺 : 1）高碳钢低温、短时、快速加热工艺 2)等温淬火工艺 3)细化奥氏体晶粒的预热处理工艺 4)细化碳化物处理
5. 冲裁模的热处理操作 1)淬火：缓慢加热，特别是形状复杂、厚薄不均
2）具有良好工艺性能 3) 适当经济性 （1）各种冷冲裁模的选用 1）薄板冲裁模 ：形状简单、尺寸小、批量小，选用T10A；
形状较复杂、批量小，选用9Mn2V、CrWMn、8Cr2Si、 Cr5Mo1V；形状复杂、批量大，选用Cr12、Cr12MoV、 D2、W6Mo5、Cr4V2； 2）厚板冲裁模：批量较小，选用T8A、W6Mo5Cr4V2、 6W6、Cr12MoV、D2、LD、GM、ER5。 3）剪切刀：剪薄板的厚剪刀选用T10A、T12A、9SiCr CrWMn、5CrW2S