汽车模具材料热处理要求规范
TD资料
汽车模具制作中表面处理工艺的作用时间：2012-04-27 作者：模具联盟网点击：325 评论：0 字体：T|TTD表面覆层处理技术是熔盐浸镀法、电解法以及粉末法进行表面硬化处理技术的总称（在我国有人称：熔盐镀金属处理）。
其原理是：将工件置于硼砂（或其他）熔盐的混合物中，通过高温热扩散作用，在工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层（见图1）。
目前国内外应用最广的是碳化钒（VC）覆层。
由于这些碳化物具有很高的硬度（HV＝2800～3200）和更严密的组织，所以经过TD处理的汽车模具性能大幅提高，具有极高的耐磨性、抗咬合性（拉伤）、耐蚀性。
据资料统计：日本大批量生产的模具，85％以上是经过TD处理的。
但在我国，TD处理技术虽说得到了一定程度的发展，但大多数停留在实验研究阶段和小批量生产阶段，随着日本TOCALO株式会社等公司在我国投资建厂，以及国内汽车覆盖件模具的迅猛发展，TD处理技术开始在我国的一些高档汽车模具制造过程中得到了一定的应用。
2TD处理的工艺TD处理技术的工艺流程为：外观及尺寸检查→打磨、抛光→脱脂及装吊→零件预热→TD覆层处不同表面处理工艺的性能对比处理工艺表面相结构表面厚度（！m）表面硬度（HV）摩檫系数渗氮Fe－N／Fe－NC 10～20 600～1200 0.34～0.36渗碳Fe －C 300 600～850 0.34～0.36 CVD TiN／TiC 5～15 2200～3500 0.27～0.30 PVD TiN／TiC 2～5 2200～3500 0.27～0.30 TD VC 5～15 3000～3200 0.28～0.32理→淬火→回火→清理（洗）→抛光→检验。
图1TD表面覆层处理示意图（1）外观及尺寸检查。
外观检查主要检查工件外观是否有缺陷，是否补焊等。
尺寸检查主要测量加工前零件的相关尺寸，便于装吊。
（2）打磨、抛光。
TD处理所获碳化物同基体具有很强的结合力，表现出很强的抗剥离性，当零件表面具有缺陷时，碳化物层就容易脱落，性能变坏。
热锻模具热处理工艺
热锻模具热处理工艺# 热锻模具热处理工艺## 1. 热锻模具热处理工艺的历史：从古老技艺到现代工业的关键1.1 古代的“萌芽”其实啊，热锻模具热处理工艺的历史就像一部漫长的人类智慧进化史。
在古代，虽然没有像现在这样系统的热处理工艺概念，但我们的祖先在打铁的时候就已经开始不自觉地运用一些类似的原理了。
比如说，铁匠们打铁的时候，把铁烧得红红的，然后快速地放到水里冷却，这其实就是一种很原始的热处理方式。
那时候的铁匠们可能不知道其中的科学道理，但是他们知道这样做可以让铁变得更硬、更耐用。
就像我们在生活中把食物放在火上烤一下，会让它变得更脆更好吃一样，古代铁匠们通过加热和冷却铁，改变了铁的性能。
这种原始的操作，就是热锻模具热处理工艺的萌芽。
1.2 工业革命后的发展随着工业革命的到来，机器开始大规模地取代手工劳动，对金属制品的需求和要求也越来越高。
热锻模具热处理工艺开始逐渐走向科学化和规范化。
这个时候啊，科学家们开始深入研究金属在加热和冷却过程中的微观结构变化。
就好比我们看一个魔术表演，以前我们只看到表面的神奇效果，现在我们要搞清楚背后的机关是怎么运作的。
他们发现，不同的加热温度、加热时间、冷却速度等因素对金属的硬度、韧性等性能有着巨大的影响。
于是，各种热处理的方法和设备开始不断地被发明和改进。
热锻模具热处理工艺也在这个过程中不断发展，成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
## 2. 热锻模具热处理工艺的制作过程：一场金属的“变身之旅”2.1 加热：唤醒金属的活力首先呢，热锻模具热处理工艺的第一步就是加热。
这就好比是我们早上起床要先把身体暖和起来一样。
热锻模具要被放进专门的加热炉里，加热到合适的温度。
这个温度可不是随便定的哦，就像我们做菜的时候，每种食材需要不同的火候。
对于热锻模具来说，不同的材质和用途需要不同的加热温度。
一般来说，这个温度可能在几百摄氏度到一千多摄氏度之间。
比如说，如果是一种常用的模具钢，可能会被加热到800 - 1000摄氏度左右。
长城汽车模具中心模具验收标准
长城汽车模具中心模具验收标准1.1模具设计技术条件1.1.1.D/L图设计和模具结构设计必须经客户认可。
冲压设备选用应符合客户提供的《冲压设备技术参数》和冲压生产布线要求。
1.1.2.社会承揽模具，应要求客户对冲压工艺方案、冲压设备选用情况、模具结构方岸进行认可性会签。
1.1.3.模具工作部分的材料选用原则及热处理要求：1.1.4.模具的安装应方便快捷，中大型模具采用托杆快速定位，应能使用快速安装夹紧装置。
1.1.5.所有模具应考虑到手工操作的安全合理性，便于操作、维修、搬运与存放，坯件的送进取出方便，坯件的定位可靠，废料的排出安全通畅；模具的零部件应考虑防松、防崩、防脱落、防冲击等措施；活动零部件应有安全措施，应有行程限制器、存放限制器、安全块、防护板、防护罩等。
1.1.6.模具的导柱均安装在下模座上，模具的起重和翻转应在设计时考虑。
1.1.7.模具的气动装置采用集管座结构，快速接头的安装位置及尺寸规格按客户要求，并应备有堵塞、换向阀和调压阀；接头插座的顺序排列为定位装置升起、下降、托料装置升起、下降。
进气管（及接头）深黄色，排气管（及接头）深白色。
1.2.模具制造技术条件1.2.1.件不应有过烧及机械加工不能去掉的裂纹夹层或凹坑。
1.2.2.卖方应对所采用的铸件进行消除应力处理（退火、振动失效等），以消除铸造内应力，并改善铸件的机械加工性能。
铸件退火后的硬度应在HRC170-241范围内；铸钢退火后的硬度应在HB142-229范围内。
1.2.3.卖方应向客户提供铸件的试棒及其它有关数据材料。
1.2.4.非标准铸件底板上的导柱孔、导套孔不允许直接铸出。
1.2.5.加工过的铸件工作表面不允许有裂纹及影响模具使用功能的砂眼及气孔。
1.2.6.铸件清理要求，铸件表面应光滑，不允许有非边和毛刺（铸钢件要去掉气割时的熔渣），在铸件的转角处和非工作的内腔表面不允许有粘沙和夹沙。
铸件内腔必须彻底清沙，内腔及不加工表面应涂漆。
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。
汽车模具材料选用
汽车模具材料的选用摘要：通过对汽车模具设计标准的研究，介绍了几种常用模具材料的使用性能，以及模具材料的成本、使用寿命等的比对。
结果表明，合理的选用模具的材料，会降低成本、缩短制造周期、方便维修、减少钳工劳动强度。
关键词：汽车模具材料选用使用寿命成本模具是冲压生产的关键工艺装备，随着模具行业的不断发展，模具在兵器工业、机械工业及日用品的生产中应用越来越广泛。
我国的模具行业已步入了高速发展时期，但模具的制造水平和使用性能与世界上发达国家相比，还有很大的差距[1]。
现代汽车90%以上的白车身零件，都靠冲压模具实现大批量生产。
根据汽车冷冲模具的使用寿命要求：在正常使用、维修状态下，能多批次、小批量生产出50万辆合格零件。
故模具材料的性能、质量对模具的使用寿命有极大的影响。
因此，模具材料的研究和开发，一直受到模具钢生产厂商的重视，并得到了迅速的发展。
1.模具材料的现状近年来，我国模具钢生产技术发展较快，用于制造冷冲压模具材料主要分为以下几类：（1）高碳低合金冷作模具钢，如：9sicr、7crsimnmov、8cr2mnwmovs、等。
（2）抗磨损冷作模具钢，如：6cr4w3mo2vnb、cr12、cr12mov、cr12mo1v1等。
（3）抗冲击冷作模具钢，如：4crw2si、5crw2si、6crw2si等。
（4）冷作模具用高速钢，如：w6mo5cr4v2、w12mo3cr4v3n、w9mo3cr4v等。
2.汽车模具材料的使用性能（1）冲裁模材料的使用要求对于薄板冲裁模具的用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、韧性。
（2）拉延、整形模材料的使用要求要求模具工作零件材料具有高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能、良好的抗粘附性（抗咬合性），而且热处理时变形要小。
根据汽车厂生产冲压件的模具现状，汽车模具主要采用的材料为：钼铬铸铁、cr12mov、铸态空冷钢。
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。
热处理工艺介绍
置循环风扇，保证气体向钢件表面的对流。
渗碳的基本过程
3. 活性碳原子向钢件表面迁移
4. 钢件表面吸收碳 首先要求钢件表面洁净，另外要控制渗碳剂的分解和钢件表面对碳的吸
• 正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的 热处理工艺。
• 正火（退火）的目的： 1 、降低硬度，便于切削加工。 2 、提高钢的塑性和韧性，以便于冷变形加工。 3 、消除锻件的组织缺陷。 4 、细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备。 5 、消除应力，防止畸变和开裂。
正火工艺简介
• 正火工艺的特点 • 加热温度一般在 AC3 以上 • 保温时间足够长
碳势 Cp=(W2-W1)/ W2 X100%+Co
W2: 钢箔渗碳后的重量 碳量
W1: 钢箔渗碳前的重量
Co: 钢箔的原始含
渗碳剂介绍
1 、井式气体渗碳炉所用介质是煤油，煤油是分子中含有 11~17 个碳原 子的多种烃类的混合物。 850℃ 以下裂解不充分，低分子烃较多，易 产生碳黑和结焦。由于成分不固定，不能作为自动控制的介质使用。
钢材简介
通常所指的钢铁材料是钢和铸铁的总称，指所有的铁碳合金。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。 • 合金钢是在碳钢的基础上，添加某些合金元素，用以保证一定的生产和
加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。 • 按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。
根据毛坯的大小和炉子的加热能力来制订保温时间 • 冷却速度一般较慢
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1.概述
模具材料的热处理对模具的寿命有着决定性的影响。
恰当的热处理对提高模具寿命减少加工时间、降低成本有着决定性的影响。
所以模具热处理应根据模具寿命、零件的复杂程度、受力情况、模具材料、加工顺序和产品材料等因素综合选用。
2.汽车模具热处理名词解释
氮化
（1）注塑模具零件氮化的作用是提高表面硬度、耐磨性、抗咬合性。
主要氮化的零件有斜顶、滑块、顶块等滑动零件。
（2）我司要求的氮化处理工艺为渗氮氮化处理，表面层为Fe2－3N、Fe4N,化合物层厚为～
0.2mm，硬度为HV700以上，硬度在化合物层内保持均匀。
（3）由于氮化处理的变形很小，要求氮化必须是模具的最后一道工序，氮化后只能做加工量小于0.02mm的抛光等加工。
（4）方斜顶必须选用2738料，氮化。
氮化案例：
B2115斜顶导滑座，用国产P20，氮化处理。
不要用T10A，淬火处理，变形量很大。
淬火?????????????????????????????
注塑模具零件淬火的作用是提高材料整体硬度，主要淬火的材料为T10A、Cr12、S45C。
主要零件为耐磨板。
淬火硬度根据设计要求检验。
淬火件开裂案例：
5952案例
问题描述：
5952-C201,材料：8407，热处理：HRC52。
后期生产过程中模具开裂
解决措施：
换料重做。
闭环措施：
工程师以后在设计淬火件的时候，一定要考虑淬火后能否开裂。
否则一但淬完火，工件开裂，会大大增加模具的成本。
只要是尖角的地方都容易开裂，留够10mm的封胶段，都设计成圆角，减小应力集中，避免开裂。
如上图所示
发黑
（1）对工件表面进行氧化处理，主要用途是加强硬度，防锈。
（2）我司主要用于发黑的零件为集水器、加长水嘴（S45C）以及容易生锈的零件。
（3）要求发黑的部分表面均匀。
退火
目的是使工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
回火
回火的目的在于消除淬火应力，使钢的组织转变为相对稳定状态。
在不降低或适当降低钢的硬度和强度的条件下改善钢的塑性和韧性，以获得所希望的性能
调质处理
淬火后高温回火称为调质处理。
目的是使工件获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合机械性能。
国产P20、718H厚度≥300mm，需要调质。
S55C材料作为型腔材料，必须调质处理。
（B3569）客户需求BOM
从模具寿命上可以区分，家电的一般寿命为5万件，汽车的一般都是30万件。
所以家电外桶、蒸发皿模等模具材料用S55C，不需要调质处理。
3.模具材料热处理的应用
斜顶、行位
建议用与型芯不一样的钢材，如果型芯用H13淬火，斜顶可以用P20类；
如果型芯用P20类，斜顶就可以用H13淬火，或直接用预硬的H13，这样才能避免两者之间不会轻易擦伤，出毛刺。
不要用S136淬火到HRC48-52来用，因为这种钢尺寸一旦超过400*400，淬火后非常容易开裂。
钢材选用原则：
⑴．模具上有相对运动的两个零件，如有擦穿的前后模、斜顶与型芯、行位与型芯等，应该尽量使用不一样的钢材，如H13与P20,P20与S136H等；
⑵．使用不同的两种硬度，如后模型芯用2738,斜顶用2738氮化。
这样才能避免我们的模具寿命够长，不至于短期就出飞边，毛刺。
.模具试模调整后所有的运动部件如：斜顶头、顶块、行位、弹块等都需要做氮化处理。
客户特殊要求除外。