5CrMnMo模具材料及其失效分析解析
5CrMnMo钢的强韧化处理及应用
许 范 围 之 内 。后 用 ５ ｒ Ｍｏ钢 制 作 ， 用 ９ Ｏ ９０ 加 Ｃ Ｍｎ 采 ２～ ３℃ 热 淬火 热 油 ， １０ ２ ０ 出 油 ， 油 时 视模 具 只 冒 烟 不 于 ６ ～ ０℃ 出
燃 烧 ， ２ ０ ２ ０ 回火 ， 艺 见 图 １ 用 该项 工 艺 处 理 的 于 ２￣ ４ ℃ 工 ，
的 效 果 ， 著 提 高 了 模 具 的使 用 寿 命 。 例 如 ， 某 厂 用 该 显 帮 材 料 制 作 的 用 于 轧 钢 管 的 轧 辊 模 ， 模 原 用 Ｃ １ Ｍｏ 钢 该 ｒ２ Ｖ
制 作 ， 锻 造 ， 化 退 火 ， 化 物 不 均 匀 级 别 为 ３级 ， 终 经 球 碳 最
ｂ ｅ ｎ ｏ ｃ ｍ ｅ ｔｈ ｎ ｌ ｇ ｏｆｃ ｌ ｙ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｎ ａ ｄ ｉ ｏ ｄ— ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｌ ． ｎ ｒ ｉ ｇ ｍ ｕ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏｄ— ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｌ ｒ ｉ ｇ ｍ ｕ ｄ；ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｅ ｔｈ ｎ ｌ ｇ； ｍｏ ｌ ｉｅ ｅｎ ｏ ｃ ｍ ｎ ａ ｄｉ ｎ ｕ ｄ ｌｆ
摘 要 ： 绍 了 ５ ｒ Ｍｏ钢 热 处 理 后 的性 能 ， 过 对 冷作 模 具 进 行 强 韧 化 处 理 提 高 模 具 使 用 寿命 介 Ｃ Ｍｎ 通 关 键 词 ： 作 模 具 ； 韧 化 处 理 ； 具 寿 命 冷 强 模
中图分类号 ： ＴＧ１ ２ ８ ６ ．
文 献 标 识 码 ： Ｂ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文章 编 号 ：０ ６ ５ ２ ２ ０ ） ４ ０ ｉ ｌ １ ０ —２ ７ （ ０ ８ ０ —０ ７ —Ｏ
Ａｐ ｉａ ｉｎ ａ ｎ ｌ ｇ ｏ ｉ ｏ ｃ ｍｅ ｔ ｏ Ｃｒ ｎ ｏ Ｓ ｅ ｌ ｐｌ ｔｏ ｎｄ Ｈａ ｄ ｉ ｆ Ｒｅ ｎｆ ｒ ｅ ｎ ｆ ５ Ｍ Ｍ ｔ ｅ ｃ ｎ
模具失效概述
① 合理选用模具材料 选与工件互溶性小的材料，减小亲合力，降低粘结的可能 性。
② 合理选用润滑剂和添加剂 润滑油膜一方面可防止金属表面直接接触，另一方面可 减小摩擦，成倍提高抗粘着磨损的能力。
③ 采用表面处理 通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共渗、磷化、软氮 化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，或为硫化 物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系数减小，起到减 磨作用也减小粘着磨损。
模具失效形式及机理
五、气蚀磨损和冲蚀磨损
（二）冲蚀磨损 定义：液体或固体微粒高速落到模具表面，反复冲
击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹 坑的现象叫冲蚀磨损。
当小液滴速度特别高，高于100m/s 时，产生的冲击 应力会超过材料的屈服强度，造成局部材料断裂。
模具失效形式及机理
五、气蚀磨损和冲蚀磨损 （三）提高抗气蚀磨损和冲蚀磨损的措施
模具失效形式及机理
二、磨粒磨损 (一) 磨粒磨损的机理
模具失效形式及机理
二、磨粒磨损
(二) 影响磨粒磨损的因素 ① 磨粒大小与形状 ② 磨粒硬度和模具材料硬度 ③ 模具与工件表面压力 ④ 磨粒尺寸与工件厚度的相
对比值
模具失效形式及机理
二、磨粒磨损
(三) 提高耐磨粒磨损的措施 ① 提高模具材料的硬度 ② 进行表面耐磨处理 ③ 采用防护措施
模具服役时一般都会出现氧化磨损。
一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着，氧化磨损 一般要比粘着磨损缓慢，因而可以说氧化磨损能起到保护 摩擦副的作用。
主要特征是模具表面有明显的划痕或犁沟，磨损物为条 状或切屑状。
模具失效形式及机理
二、磨粒磨损
(一) 磨粒磨损的机理（图3-1、图3-2）
提高5CrMnMo钢模具使用寿命的方法
２ 改变部分原热处理工艺 ．
改进后 的热处理工艺 见图 ３ 。
图 １ 改进前模具热处理工艺
由以上 材料和工艺 方法 生 产 的热 锻模具 寿命 很 低，
一
套模具通常 只能生 产 １０ ５ 根 钢轨 ，仅相当 于国 ０ ～１０ 外同类模具寿命 的 １ ～１３ ／ ／ ，因此 ， ５ 锻件成本较高 ，经
一
火操作不 当 ，热 电偶 、仪表测温不准 等 问题 。通 过校准 热 电偶 与仪表，严格执行原制定 的热 处理工艺 ，结果一 套模具 （ ）只能生产 １０根 钢轨 ，模具 寿命 没有 明 ４件 ８
机加工一淬火一 精加工 。模 具热处理 工艺流 程如 图 １
所示 。
显的提高 ，说明这不是模具寿命低的根本原因。
松层小于渗层总厚度 的 １ ３ ／ ；温度 在 ８ ０～９ ０ｌ ５ ５ｃ Ｃ，保 温
时 间 ３～５ 。 ｈ
使用寿命 的提 高，总成本却大 大下降 ，且不影 响生产 的
正 运 取 了 好 经 效益 Ｇ 常 行， 得 较 的 济 。
（０ ６ ３ ８ ２０ ０ １ ）
（）固体 渗硼 试验 （ ２ 结果 见表 ２ 。试验 结果 比较 ， ）
８０ ×５ ８℃ ｈ的渗硼达到 了以上要求。
表 ２ 固体 渗 硼 试 验 结 果
试验编号 １ ２ ３ ４ ５ 温度 ×时问 ８０ × ｈ ５ ℃ ３ ８０ × ｈ ５ ℃ ５ ８０ ×８ ５℃ ｈ ８０ ×３ ６℃ ｈ ８０ × ｈ ６ ℃ ５ 试验结果 深 度浅 深度浅 硬度低 深度不够 深度不够
４ ４ ３ ３ ７ ５ ６８ ２
４ ４ ． ３ ８ ６８ ９
＿
３ ０
２ ９
３ ５
模具失效及解决方法实例
模具失效及解决方法实例一、引言模具是工业生产中必不可少的工具，它能够成型出各种形状和尺寸的产品。
然而，模具在使用过程中会受到各种因素的影响，导致失效。
模具失效不仅会影响生产效率，增加生产成本，还会影响产品的质量。
因此，了解模具失效的原因和解决方法非常重要。
本文将介绍模具失效的类型、原因以及一些常见的解决方法实例。
二、模具失效类型1. 磨损：模具在使用过程中，其工作表面会与材料不断接触，导致工作表面磨损。
2. 腐蚀：模具受到化学或电化学作用，导致腐蚀损坏。
3. 塑性变形：材料在模具内塑性变形，导致模具变形。
4. 热疲劳：模具在工作过程中频繁冷热交替，导致热疲劳损坏。
5. 裂纹扩展：由于制造、使用过程中产生的裂纹在交变应力作用下扩展导致破坏。
三、模具失效原因1. 操作不当：如超负荷生产、材料硬度过高、材料中有杂质等都会导致模具过早磨损或腐蚀。
2. 维护不当：润滑不足、冷却系统不良等都会导致模具过热或腐蚀。
3. 材料问题：模具材料的选择不当，如硬度、耐腐蚀性、耐磨性等都会影响模具的使用寿命。
4. 制造问题：制造过程中的缺陷，如铸造缺陷、热处理不当等都会导致模具产生裂纹或塑性变形。
四、解决方法实例1. 磨损修复：对于磨损的模具，可以采用堆焊、喷涂等方法进行修复。
例如，对于磨损的凸轮表面，可以采用堆焊的方式进行修复，选择耐磨性好、焊前流动性好的合金堆焊焊条。
在修复过程中，需要注意控制热输入，避免热影响扩大。
同时，对于一些磨损严重的模具，还可以采用喷涂的方法进行修复，选择耐磨性好、耐腐蚀的涂层材料，如金属陶瓷、镍基涂层等。
2. 腐蚀防护：对于腐蚀的模具，可以采用镀层、表面处理等方法进行防护。
例如，对于受腐蚀的模具钢表面，可以采用镀铬或镀锌等防腐方法进行防护。
此外，还可以采用表面处理的方法提高模具表面的抗腐蚀性能，如采用氧化处理、磷化处理等。
3. 温度控制：对于塑性变形的模具，可以通过调整生产工艺、选择合适的材料等方法来降低模具工作时的温度。
热加工模具的材料选择及热处理
热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。
本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。
它主要用于制造业和加工业。
它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。
热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。
为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。
所以，模具应属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。
一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。
现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。
如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。
高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。
适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。
5CrMnMo热锻模淬火开裂原因分析
［１］哈比希Ｋ Ｈ．材料的磨损与硬度［Ｍ］．北京：机械工业出版 社，１９８７．４７．
［２］ Ｔａｎｇ Ｊ，Ｈｅ Ｉ。，Ｊｉｎ Ｚ Ｈ，ｅｔ ａＩ．Ｍａｔｅｒｉａｌｔｒ；ｂｏ＿ｅｌｅｃｔｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｏ— ｔｅｎｔｉａｌ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｄｕｒ；ｎｇ ｗｅａ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ，２００３，
图３ａ中的６点硬度为４３．１、４３．８、４４．６、４３．１、 ４２．９、４３．６ＨＲＣ，平均值为４３．５ＨＲＣ，最高值与最 低值相差１．７ＨＲｃ，而图３ｂ硬度为４４．ｏ、４３．９、
·５０·
（ａ） 内部
（ｂ）表面
图３锻模显微组织２００× Ｆ培３ Ｍｊｃｒｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｌｌ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｉｏｒ（ａ）锄ｄ ｎ魄ｒ ｔｈｅ ｓＩＩｒｆａｃｅ
［３］ 白建龙．５【：ｒＭｎＭｏ ５ｃｒＮｉＭｏ钢热锻模具的热处理现状［Ｊ］． 热加工工艺，１９８９，（６）：４５—４９．
［４］中国机械］：程学会热处理专业学会《热处理手册》编委会．热处 理手册（第二分册）ｒＭ］．北京：机械工、世出版社，１９７８．
（上接第２２页） ［７］ Ｉ。ｕ Ｙｉ—ｚｈｅｎ，ＷＡＮＧ Ｑｕ—ｄｏｎｇ，ＺＥＮＧ）（ｉａ０－ｑｉｎ，ｅｔ ａ１＿Ｅｆｆｅｃｔｓ
２实际生产条件
５ＣｒＭｎＭｏ热作模具钢的标准成分（质量分数） 为：ｏ．５％～ｏ．６％Ｃ，１．２％Ｍｎ，ｏ．３５％Ｓｉ，ｏ．５％～ ｏ．８％Ｃｒ，ｏ．１５％～ｏ．２％Ｍｏ，杂质元素ｏ．０３０％Ｐ、 Ｏ．０３０％Ｓ。
锻模尺寸为１ ０９０ｍｍ×５１０ｍｍ×３１０ｍｍ，工作 表面加工有浅的沟槽，沟槽本身加工多为圆弧过渡， 表面已打磨光亮。热处理工艺为：淬火加热温度 ８ ６０℃，保温时间５ｈ，热油淬火；５４０℃回火１２ｈ。加
工模具材料分类及其应用
工模具材料分类及其应用工模具是国民经济各部门重要的工艺装备，加工工件需要刀具，夹持工件需要夹具，检验工件尺寸精度需要量具，工件成形需要模具，机械各行业与工模具都息息相关。
材料是基础，没有好的材料要想造出好的工模具是不可能的；有了好材料，没有精湛的热处理技术，同样生产不出高质量、长寿命的工模具。
（1）刀具材料人类历史上最早使用的金属刀具应该是铜质刀具，早在公元前2700年至公元前1900年我国就出现了黄铜锥和纯铜的锥、钻、刀等。
18世纪后期，随着蒸汽机等机器的出现，整体高碳钢刀具得以应用。
1898年，美国的泰勒和怀特发明高速工具钢（高速钢）。
1923年，德国施勒特尔发明了硬质合金。
在当时的条件下，碳钢刀具的切削速度约为5m/min，高速钢刀具切削速度约为20～30m/min，并且，被加工件的表面质量和尺寸精度也得到了相应提高。
在20世纪30年代以后，非金属材料刀具出现了，德国德古萨公司取得了关于陶瓷刀具的专利。
1957年，美国GE公司压出立方氮化硼（CBN）单晶粉。
人造金刚石（PCD）的研究始于1940年，1954年美国正式宣告研制成功。
这些材料发展很快，以后相继研制、生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片。
我国于20世纪60年代，研制成功了单晶CBN、PCBN和PCD。
由于这类刀具材料具有超常硬度，所以可以加工包括淬硬钢、硬质合金等难加工材料，使刀具实现了切削速度在500m/min以上的高速切削。
刀具材料的发展对促进国民经济的发展发挥着不可估量的作用。
在已过去的20世纪里，由于刀具材料的不断进步，使刀具的切削效率提高了150多倍。
目前市售的刀具材料主要是高速钢和硬质合金。
国内市场上，高速钢刀具产值占据总量的60%左右，硬质合金刀具产值大约占总量35%；在美国、德国和日本等工业发达国家，硬质合金刀具要占70%左右。
展望未来，刀具材料无疑是硬质合金的天下。
（2）量具材料GB/T 1299—2014《工模具钢》中列出6种量具刃具用钢。
5CrMnMo钢热锻模热处理工艺
较 高 ， 一 般 为 ４ ～５ ＨＲ 或 ２ ８ ～ ３０ ｄ （ ４ ～ ５ ０ Ｃ ． ． ＨＢ ４
使用寿命还与模具使用是否恰 当，操作 是否规范 有非 常
大的关系。
一
４ Ｈ Ｃ 。淬火热 处 理可 以采 用 箱式 电阻炉 进行 加 热 ， ９Ｒ ）
图 ｌ 半边模
３ Ｈ Ｃ） ５ Ｒ 。相 比而 言 ，锤 锻 模 的 体 积 最 大 ，一 般 在 箱 式 球 底 炉 中 进 行 加 热 ， 锤 锻 模 的 热 处 理 比 其 他 两 种 更 加 复杂 。
２ ．圆锻模的热处理
圆 锻模 外 形 为 圆 柱 彤 ，较 小 的 圆 锻 模 硬 度 要 求 为
也可以用盐浴炉进行加热 。半边模 用盐浴炉进 行热处理 时 ，工 艺更 为简单 。模具放人盐 浴炉 中进行 加热 ，热处 理 Ｔ艺 参数 为 ：８０～８０Ｃ，保 温 ２ ５ ６￣ ７～３ ｒ ｎ ０ ｉ，模 具 出 ａ
炉后 预 冷 至 ７ ０ 左 右 ，然 后 用 淬 火 油 进 行 冷 却 。 淬 火 ８％
、
工作条件分析
热锻模在高温下通过冲击加压 ，强制金属 成型 ，模
具在Ｔ作过程中经受巨大的负荷 ，同时经受 压应力 、拉 应力和附加弯曲应 力 ；被锻 金属在模具 型腔 内流 动产生 强烈的摩擦力 ，型腔表 面与高温金属接 触 ，大量 热量传
到 型 腔 表 面 ，模 具 型 腔 表 面 温 度 达 到 ６０Ｃ以上 。 为 了 ０￣
锻模工 艺 中 ，模具 使 用 寿命 的 高低 是 影 响锻 件 质 量 、生产效率和锻件成本 的主要 因素。６ ％ 的模具早 期 ０ 失效是 由于模具材料和热处理 因素造成 的。热锻模在 高 温 、高压 、高 应 力 和反 复加 热 与冷 却 的恶 劣环 境 下 工 作 ，模具型面 与约 １０ ％的高温金属坯料直接接触 ，型 ００
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《模具材料及其失效分析》结课大作业系别：班级：姓名：学号：任课教师：2013年4月26日1、 5CrMnMo钢简介模具钢材5CrMnMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素而研制成的，也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。
该钢是热作模具钢，除淬透性，耐热疲劳性稍差外，5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能，淬透性稍差。
此钢适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模。
要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢。
5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%，可获得较高的强度与耐热疲劳强度、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。
适合制造边长≤400mm 的中型锤锻模即热切边模。
化学成分：C（0.50~0.60）、Si（0.25~0.60）、Mn（1.20~1.60）、S（≤0.030）P（≤0.030）、Cr（0.60~0.90）、Ni（允许残余含量≤0.25）Cu（允许残余含量≤0.30）、Mo（0.15~0.30）2 、5CrMnMo钢锻造和热处理特点5CrMnMo钢相变点为AC1710℃、Ac3760℃、Ar1650℃、Ms220℃。
5CrMnMo钢始锻温度1050~1100℃，终锻温度800~850℃，锻造后坑中冷却或砂中冷却。
常见的热处理工艺及特点：a、等温退火：加热850~870℃，保温3h，650~680℃等温，保温5h，炉冷至550℃以下出炉空冷197~255HBS Ac1710℃，Ac3760℃，加热温度在Ac3线以上，等温温度低于Ar1727℃，以获得珠光体+铁素体组织；b、普通退火：加热810~830℃，保温3h，炉冷至550℃以下出炉空冷197~241HBS Ac1710℃，Ac3760℃，加热温度Ac3线以上，得到珠光体+块状铁素体组织；c、去应力退火：加热720~740℃，保温3h，炉冷至550℃以下出炉空冷197~255HBS消除从残余应力，消除加工硬化；d、淬火：加热820~850℃，保温，油冷至150~180℃，出油，加热时Cr、Mn、S、Mo元素溶入奥氏体中，提高淬透性，改善回火稳定性。
试样的热加工工艺1）锻造5CrMnMo钢的锻造工艺参数与5CrNiMo钢相当。
4Cr3Mo3V钢由于Cr、Mo、V的含量较高，其开锻和停锻温度约高于5CrNiMo钢50℃。
2）退火3）淬火5CrMnMo钢的淬火温度与5CrNiMo钢一样，淬火后的硬度略高。
4Cr3Mo3V 钢虽然淬火温度比5CrNiMo钢高170℃，但是因含碳量低0.16％，所以淬火后硬度约低8HRC。
4）回火（1）5CrMnMo钢回火温度和硬度的关系5CrMnMo钢在300～550℃回火后硬度高于5CrNiMo钢1～4.5HRC，其中以400℃的硬度差别最大，随着回火温度的提高二者硬度基本一致。
(2)4Cr3Mn3V钢回火温度与硬度的关系(保温2h)4Cr3Mo3v钢在400℃回火后硬度逐渐高于5CrNiMo钢，温度越高差别越大。
如4Cr3Mo3V钢在660℃回火硬度为40.2HRC，与5CrNiMo钢525℃回火硬度(40.1HRC)相当，二者将相差135℃。
另外，同样经700℃回火其硬度要高于5CrNiMoSlV钢和2Cr3Mo2NiVSi钢3.4HRC和5HRC。
(3)性能试样的回火工艺室温力学性能1室温力学性能5CrMnMo钢室σb和σs值与5CrNiMo钢完全相同，但δs和ψ却下降2％和10％。
4Cr3Mo3V钢因其硬度比5CrNiMo钢约高7HRC，所以拉伸强度明显提高，如σb和σs增加210MPa和60MPa，而且δs和ψ也分别增加2％和22％。
从而说明4cr3M03V钢的室温拉伸性能优于5crNiMo钢。
2 室温冲击韧性5crMnMo钢的室温A K值低于5CrNiMo钢18J。
4Cr3Mo3V钢由于硬度高，所以也造成室温A K值低于5CrNiMo钢16.3。
3 室温断裂韧性(K1c)5CrMnMo钢的室温断裂韧性没有测定。
4Cr3Mo3V钢的室温断裂韧性为40.3 MPa•m1/2。
各项热处理工艺的具体作用如下：●退火：细化晶粒，均匀组织，消除内应力●淬火：获得细致的板条马氏体组织，提高强韧性，并提高使用寿命●回火：使奥氏体转变为下贝氏体，避免上贝氏体的产生3、5CrMnMo材料热处理规范5CrMnMo钢相变点为AC1710℃、Ac3760℃、Ar1650℃、Ms220℃。
5CrMnMo钢始锻温度1050~1100℃，终锻温度800~850℃，锻造后坑中冷却或砂中冷却。
适合制造边长≤400mm的中型锤（以下举例均为锻模）锻模即热切边模。
4.1 模具的服役条件及要求锤锻模属于热作模具，是用各种吨位锤产生巨大的冲击功进行毛坯变形的工具，毛坯在短时间内快速成形，模具承受很大的冲击载荷和热磨损。
4.2 模具的制造工艺锻模是在高温条件下冲击加压强迫金属成型的工具。
它经受恶劣复杂的工作条件：反复受冷受热、承受很大的压应力、张应力和变曲应力；以及炽热金属对模锻型腔的摩擦。
所以模具材料应具有下列的性能：1.高的机械性能。
在高温下应保持高强度、高韧性、高耐磨性、2.高的淬透性。
以保证整个模具截面得到均匀一致的机械性能。
3.优良的耐热疲劳性。
使模具表面不因反复受冷受热而产生裂纹。
4.足够的导热性。
确保由锻件传到模具型腔表面的热量能迅速散逸。
以免因温度过高而降低机械性能。
5.良好的工艺性和抗氧化性。
热处理工艺路线：下料一锻造一退火一粗加工一调质一精加工一淬火+回火一研磨。
始锻温度为1050℃左右，终锻温度为850℃左右，锻造比为2。
退火工艺为830~850℃加热炉冷．调质工艺为860℃加热油冷，670～680℃回火。
精加工后淬火温度为840～860℃，油冷到180℃，立即出油装炉回火，，回火温度为440---470℃，硬度要求为46--47 HRC。
毛坯的等温退火工艺曲线（在箱式炉中进行）锻模毛坯的退火粗车后的调质处理工艺曲线（在盐浴炉中进行）锻模毛坯的正火——中温回火工艺曲线（在箱式炉中进行）锻模最终淬火处理工艺曲线4.3模具材料经淬火及回火的微观组织与机械性能（参考）4.4 微观组织检验要求正常退火后的组织为细珠光体；淬火后组织为针状马氏体。
经退火后的工件必须立即进行回火，否则将引起开裂。
正常回火后组织为较细的回火屈氏体。
这种组织有合适的硬度和组织稳定性。
若于过低或过高温度回火，则将分别得到回火马氏体和回火索氏体，致模具的硬度达不到要求。
4.5 可能出现的失效方式、失效分析、改进方案主要的失效方式有变形失效、热疲劳失效、磨损失效和断裂失效①变形失效：模锻是由于外加载荷过大或局部温升过高，使锻模产生塑形变形而造成局部压塌现象以及因锻模工作零件材料的热硬性不足，或者因回火温度过高而造成硬度降低，也会引起锻模局部发生塑性变形。
②热疲劳失效：锻模与炙热（1100~1200℃）坯料金属反复接触，会不断升温，为防止型腔表面发生高温回火而导致锻模硬度下降，就得不断进行冷却，锻模受到高温金属的冷却润滑剂的交替作用，产生交变热应力，容易导致热疲劳破裂。
③磨损失效：模锻中，毛坯在型槽内受挤压流动，同时与型槽壁面发生剧烈的摩擦，造成型槽面磨损，以致引起型槽尺寸变化与表面质量劣化，尤其是飞边槽过桥处磨损最为严重。
因为毛坯金属变形填满型槽后流入飞边槽时，过桥处厚度薄，冷却快，金属与过桥壁摩擦特别剧烈。
锻模磨损的主要类型是磨粒磨损与黏着剪断、脱落现象。
如果锻模淬火后挥霍温度过高，硬度不足，或者因为毛坯氧化皮未除尽，模具型槽表面粗糙，润滑不良等，都会造成锻模加速磨损。
④断裂失效：锻模断裂失效的原因是多方面的，可以分以下类型：a过载断裂。
当锻模工作零件外加载荷超过其危险界面所能承受的极限应力时，讲发生过载断裂；b疲劳断裂。
锻模经过一定次数的循环载荷或交变应力作用后引发的疲劳断裂，其成分分为3个阶段：疲劳裂纹的萌生、裂纹的扩展、断裂或瞬断；c 脆性断裂。
因锻模刚才存有夹杂物缺陷，或工艺处理不当都有可能使其材质变脆，从而引发脆性断裂。
改进方案：通过分析原热处理工艺曲线,，我们发现原工艺存在以下不足之处:：5CrMnMo钢传统的淬火加热温度为830~ 870 ，温度偏低。
淬火组织以针状马氏体为主,材料的力学性能特别是断裂韧度不足锻模淬火入油前在空气中预冷时，若预冷的时间太短，则起不到降温减少热应力的作用；若预冷的时间过长，则型腔中凸起部位温降过多，会发生非马氏体转变,，影响淬火效果。
而且锻模的型腔一般都较为复杂,若采用空气预冷，很难控制型腔中各部位均匀预冷至760~ 780℃时再进行淬火；5CrMnMo钢的Ms点为215℃当模具淬火冷却至其表面上所附着的油不燃烧, 而呈冒青烟( 温度约150~ 200 ℃) 时, 若马上在500 ℃以上回火只会在表面产生马氏体,心部大量的过冷奥氏体会在500 ℃以上回火时转变成珠光体或粗大的上贝氏体,这两种组织的力学性能都很差,没有利用价值。
热锻模改进后的淬火回火工艺曲5 、课程学习体会模具材料这门课虽说是一门选修课，开学初我对这门课并没有什么兴趣，觉得那些东西枯燥乏味，但在这次在撰写课程报告的过程中我发现自己在一点一滴的努力中对其兴趣也在逐渐增加。
这次的结课作业做的并不顺利，找资料成了最头疼的事情，但经过这么久的不懈努力，我又怎么会去在乎那个先后问题呢，因为对我来说学到的不仅是那些知识，更多的是一种态度。
现在想来，也许老师安排的这次作业有着它更深层的意义吧，它不仅仅让我更深入的了解专业的相关知识、运用专业的知识，还让我普及了很多课堂上没有讲到的知识，并且提高了我在这方面的能力!没开始写之前还在为选材而伤脑筋，然后又在找资料的时候不知从何下手，随之而来的问题却远比我想象的要困难的多。
没想到这看似简单的报告却是非常需要耐心和精力的，今天我已明白这次作业对我来说的意义。
虽然我这次花了很多时间，但我相信我得到的也会更多!作为一名材料成形专业的大三学生，我觉得这次作业是十分有意义的，而且是十分必要的。
在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课，我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，并没有真正了解这究竟应用到了那里？所说资料都是从网上、图书馆找来的，但是在整合的过程中不仅提高了自己的逻辑思维，还能让专业知识得以应用。
通过这次作业我也发现了自身存在的不足之处，就是专业知识学得不够踏实，在运用过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
并且我懂得了学习的重要性，了解到理论知识的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。