金属材料第五章模具钢的选材及热处理工艺

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Байду номын сангаас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
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
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。
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。
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选择模具材料
（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。
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
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。
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
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。
（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、
二、冷作模具钢的热处理工艺举例
1．薄板冲裁模的热处理 （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