热作模具钢的性能及热处理规范
m340模具钢热处理硬度
m340模具钢热处理硬度摘要：一、m340 模具钢简介1.m340 模具钢的特性2.m340 模具钢的应用领域二、m340 模具钢的热处理过程1.热处理的必要性2.热处理的具体步骤三、m340 模具钢热处理后的硬度1.热处理对硬度的影响2.硬度的检测方法四、m340 模具钢热处理硬度的注意事项1.热处理过程中的问题及解决方法2.硬度不足或过高的影响及处理方法正文：m340 模具钢是一种优质的冷作模具钢，具有高硬度、高韧性和耐磨性，广泛应用于制造各种冷作模具，如冲裁模、弯曲模、拉深模等。
为了充分发挥m340 模具钢的性能优势，对其进行热处理是必不可少的。
m340 模具钢的热处理过程主要包括预热、淬火、回火等步骤。
预热是为了降低模具钢的淬火应力，防止淬火时产生裂纹；淬火是将模具钢加热至适当的温度，然后迅速冷却，使其硬度提高；回火则是在淬火后，将模具钢加热至一定温度，保温一段时间，然后冷却，以消除淬火应力，提高模具钢的韧性。
经过热处理后，m340 模具钢的硬度得到显著提高。
硬度的检测方法主要有洛氏硬度计法和布氏硬度计法。
洛氏硬度计法是通过钢球或金刚石圆锥压入模具钢表面，根据钢球或圆锥的压入深度来判断硬度；布氏硬度计法则是用硬质合金球或钢球压入模具钢表面，根据压入的面积来计算硬度。
在m340 模具钢热处理过程中，需要注意的问题有热处理温度、保温时间、冷却速度等。
如果热处理温度过高或保温时间过长，可能导致模具钢硬度不足；反之，如果温度过低或保温时间过短，可能导致硬度过高。
这些问题的出现都会影响模具钢的使用寿命和性能。
因此，在热处理过程中，需要严格控制各项参数，并及时检测硬度，确保达到理想的硬度值。
总之，m340 模具钢的热处理硬度对其性能发挥至关重要。
热作模具材料及热处理
理 b与温室比较下降近一半。
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(一) 5CrNiMo钢
模 2．工艺性能
具 材
5CrNiMo钢的临界点：Ac1为730ºC；Ac3为780ºC； Ms为230ºC。
料 (1)锻造：
及
市场上供应的钢材存在着纤维组织，直径越
热 大，偏析就越严重。锻造时应交替锻粗和拔长，
处 其交替进行的次数应不少于2—3次。锻坯的加热
理 制造形状复杂、冲击载荷较重的大型及特大型锻
模(最小边长＞400mm)。
17
(二)5CrMnMo钢
模
具 1．力学性能
材
考虑到我国的资源情况，为节省镍而研
料 制成的5CrMnMo钢。其强度略高于
及 CrNiMo钢，但用锰代镍降低了其在常温及
热 较高温度下的塑性和韧性，而且5CrMnMo
处 钢的淬透性比5CrNiMo钢的淬透性要低，
9
3.2 热作模具材料及热处理
模
具 一、低耐热高韧性热作模具钢及热处理
材 料
主要用于锤锻模、平锻机锻模、大型压力机锻模
等，是在高温下通过冲击加压强迫金属成形的工 具，锻模型腔与炽热的工件表面会产生剧烈摩擦。
及 由于在锻造过程中，模具型腔表面与被加热到很
热 高温度的锻坯接触，使模具表面常生温到300一
(3)淬火；在加热温度为840ºC一860ºC时油淬，冷却至
理 150—180ºC出油并立即回火。为减少变形及开裂，淬火
时可先预冷到740-780ºC左右再入油淬火。
(4)回火：回火工艺如图4—2所示。
19
(二)5CrMnMo钢
模
表4-2 5CrMnMo钢的回火工艺
具
材
料
fastcool50模具钢热处理工艺
fastcool50模具钢热处理工艺
Fastcool50模具钢是一种常用的热作模具钢，具有良好的耐热性、耐磨性和硬度，适用于制造模具、塑料模具等高精度零部件。
为了确保Fastcool50模具钢的性能和使用寿命，必须经过严格的热处理工艺。
首先，对Fastcool50模具钢进行固溶处理。
固溶处理是通过加热将合金元素溶解在基体中，使晶粒细化，提高钢的均匀性和硬度。
固溶处理温度一般在1100-1150摄氏度，保温时间根据钢材的厚度和规格而定，一般为1-2小时。
接着，进行淬火处理。
淬火是将固溶处理后的Fastcool50模具钢迅速冷却到室温，以获得高硬度和强度。
淬火温度一般在980-1020摄氏度，冷却介质可选择空气冷却、油冷却或盐浴冷却，具体根据模具的使用要求和硬度要求来确定。
随后，进行回火处理。
回火是为了消除淬火时产生的内应力，降低脆性，提高韧性和强度。
回火温度一般在150-500摄氏度，时间根据模具的尺寸和要求而定，一般为1-2小时。
最后，进行表面处理。
表面处理可以采用渗碳、氮化等工艺，以提高Fastcool50模具钢的表面硬度和耐磨性，延长模具的使用寿命。
表面处理的温度和时间根据具体工艺要求来确定。
总的来说，Fastcool50模具钢的热处理工艺需要严格控制各个环节，确保钢材的性能和质量达到要求。
只有在合适的温度、时间和工艺条件下进行热处理，才能使Fastcool50模具钢发挥最佳性能，提高模具的耐磨性和使用寿命，确保模具的高效生产和使用。
热作模具钢及其热处理.
目录
3.1 热作模具的工作条件与性能要求
3.1.1 热作模具的工作条件
.什么是热作模具？热作模按用途分为哪几种类型？ 热作模具是将加热到再结晶温度以上的固态或液态金属压制成型的 工具，包括热锻模具、热挤压模和压铸模三类。热作模具工作条件的主 要特点是与热态金属相接触，这是与冷作模具工作条件的主要区别。 2.热作模具的工作条件如何？
W 3.5~9.0 W 1.2~1.8 W 4.5~5.3
第3章 热作模具钢及其热处理
3.2 热作模具材料的选用 3.2.1 常用热作模具钢
3.2.1.2热作模具钢的分类 3.2.1.2热作模具钢的化学成分
热作模具钢的成分有哪些特点？ (1)含碳量处于中等水平，碳的质量分数一般为0.3%~0.6%； (2) 加入Cr、Ni、Mn等元素，提高钢的淬透性和强度等性能；
3.2 热作模具材料的选用 3.2.1 常用热作模具钢 3.2.2 锻压模具用钢的选用 3.2.3 热挤压模具用钢的选用 3.2.4 压铸模具用钢的选用
目录
第3章 热作模具钢及其热处理
3.2 热作模具材料的选用 3.2.1 常用热作模具钢
3.2.1.1热作模具钢的分类
按用途： 热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用钢，更可细分为锤锻模用钢、机锻模用 钢、热挤压模用钢、热镦模用钢、热冲裁模用钢、压铸模用钢。 按性能： 高韧性热作模具钢、高热强性热作模具钢、高耐磨性热作模具钢，也可分为低 耐热性热作模具钢、中耐热性热作模具钢、高耐热性热作模具钢。 按成分： 低合金热作模具钢、中合金热作模具钢、高合金热作模具钢，也可分为钨系热 作模具钢、铬系热作模具钢、铬钼系热作模具钢、铬钨钼系热作模具钢。 非专用热作模具钢： 奥氏体耐热钢、高速工具钢、马氏体时效钢、析出硬化钢、冷热兼用基体钢等。
高导热高热强热作模具钢的热处理效果与性能变化分析
高导热高热强热作模具钢的热处理效果与性能变化分析【引言】热作模具钢是目前广泛应用于工业领域的重要材料之一。
高导热高热强的性能要求使得热作模具钢的热处理效果对其性能变化产生了重要影响。
本文将深入探讨高导热高热强热作模具钢的热处理技术，以及热处理对其性能的影响，旨在提供指导这类钢材使用与优化的依据。
【热处理技术】热处理是通过控制材料的加热与冷却过程，改变材料的结构与性能的一种制造工艺。
对于高导热高热强热作模具钢而言，常用的热处理技术主要包括退火、正火与淬火。
退火是将高导热高热强热作模具钢加热到适当的温度，然后进行适当的冷却过程，以达到松弛内部应力、改善钢材的塑性与可加工性的效果。
适当的退火处理能够提高材料的导热性能，降低钢材的硬度，提高其可切削性能。
正火是将高导热高热强热作模具钢加热到高温，然后进行适当的冷却过程，以增加材料的硬度和强度，并提高其耐磨性和耐蚀性。
正火处理能够使得钢材内部的共析物均匀分布，提高钢材的整体性能。
淬火是通过将高导热高热强热作模具钢加热到临界温度，然后迅速冷却，以获得高硬度和强度的效果。
淬火处理能够使得钢材的组织变为马氏体，提高了钢材的硬度和耐磨性，但也容易导致脆性增加。
因此，在淬火过程中需要进一步经过回火处理，以降低脆性、提高韧性和可靠性，并综合优化材料的性能。
【热处理对性能的影响】热处理对高导热高热强热作模具钢的性能具有重要影响，主要体现在以下几个方面。
首先，热处理可以改变钢材的组织结构。
通过退火、正火和淬火等热处理工艺，高导热高热强热作模具钢的晶格结构和相组成会发生变化。
这些变化直接影响钢材的硬度、强度和韧性等力学性能。
适当的热处理工艺可以提高钢材的力学性能，同时减少材料的内部应力和缺陷。
其次，热处理还能提高高导热高热强热作模具钢的导热性能。
导热性能是指钢材导热能力的大小，对于制造模具而言，良好的热传导性能能够有效地提高模具的作业效率和耐久性。
通过适当的热处理工艺，可以改善钢材的晶界连续性和晶粒的排列，从而提高热导率。
热作模具钢热处理
热作模具钢热处理
热作模具钢的热处理主要包括预热处理、球化退火、淬火和回火等步骤。
1. 预热处理：为了使工件在加热过程中均匀地膨胀和收缩，减少开裂，通常需要将工件预热至700～800℃。
2. 球化退火：通过将工件加热至略高于钢的AC1点，使其完全奥氏体化，然后以缓慢冷却速度（通常是随炉冷却）冷却，可使其组织转变成均匀的球状珠光体，以消除加工应力、提高模具韧性及抗蚀性，适用于以减小零件变形及改善切削加工性能为主要目的退火工艺。
3. 淬火：目的是为了使热作模具钢的钢的显微组织转变为马氏体，并得到高硬度的马氏体组织。
淬火温度通常选择在钢的AC3或略高于AC3的某一温度。
然后将模具缓慢冷却至200℃左右出炉，可使模具表面上的残余奥氏体转变为马氏体，从而提高其硬度及耐磨性。
4. 回火：回火是将淬火后的模具加热到低于AC1的温度，以消除或减少淬火引起的内应力，并使钢的组织趋于稳定。
根据需要，可以选择不同的回火温度和时间。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
热作模具钢的使用性能要求
热作模具钢的使用性能要求第一篇：热作模具钢的使用性能要求热作模具钢的使用性能要求各种热作模具钢在工作过程中差异很大，它们的工作温度、载荷性质千差万别，而且任何一种模具钢也不可能同时具有极高的热强性、耐磨性、断裂抗力、抗热疲劳性能等。
在选择模具钢时，只能抓住模具最最关键的性能要求，进行优先保证，其次再兼顾其他各项性能进行选材。
热作模具钢采用以下技术指标进行评价。
①室温硬度、高温硬度：用以评价耐磨性和变形抗力。
②室温拉伸强度、高温拉伸强度：用以评价静载断裂抗力。
③室温冲击韧性、高温冲击韧性：用以评价冲击断裂抗力。
④长期保温后的硬度变化：用以评价抗回火能力及热稳定性。
⑤机械疲劳裂纹扩展速率：可反映热疲劳裂纹萌生后，在锻压力的作用下向内部扩展时，每一应力循环的扩展量。
机械疲劳裂纹扩展速率小的材料，每锻压一次裂纹的扩展量也少，这表明裂纹扩展得很慢。
⑥断裂韧性：反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。
断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的应力或较大的裂纹长度。
在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展。
⑦变形抗力：模具钢的变形抗力反映了模具的抗堆塌能力。
为了保证热作模具钢在较高的温度下工作，应保证模具钢具备较高的抗回火能力、热稳定性和高温强度。
⑧断裂抗力：由于热作模具钢的断裂过程是一种疲劳断裂，因此，热作模具钢的断裂抗力包括萌生疲劳裂纹的抗力、疲劳裂纹亚临界扩展的抗力和裂纹失稳扩展的抗力。
萌生疲劳裂纹的抗力与热疲劳抗力关系密切。
疲劳裂纹亚临界扩展的抗力可采用裂纹扩展速度da/dN9（mm/次）表示，它表示每一次应力循环，裂纹的扩展长度。
裂纹失稳扩展的抗力通过材料的断裂韧性Kic表示。
⑨抗热疲劳能力：可以反映热疲劳裂纹萌生前的工作寿命。
抗热疲劳能力高的材料，萌生热疲劳裂纹的循环次数较多。
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。
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达400 ~ 600℃；锻件取出后模腔还要用水、油或压
缩空气进行冷却，如此受到反复加热和冷却，使模具表
面产生较大的热应力。锤锻模的失效方式主要是，在交
变的热应力作用下，模具表面产生网状或放射状的热疲
劳裂纹，以及模腔磨损或严重偏载、工艺性裂纹导致模
具开裂。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
料成形的模具，包括锤锻模、压力机锻模、热镦模、精 锻模和高速锻模等，其中锤锻模最有代表性。
热锻模用钢主要用于各种尺寸的锤锻模、平锻机锻模、 大型压力机锻模等。
热锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。
模具型腔与高温金属坯料（钢铁坯料约1000 ~
1200℃）相接触产生强烈地摩擦，使模具本身温度高
温2 ~ 4 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火
后硬度为197 ~ 241HBS。
②锻后等温退火：加热温度为850 ~
870℃，保温2 ~ 4 h；炉冷至680℃，保温4
~ 6 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬
度为197 ~ 241HBS。
③锻模翻新退火：加热温度为720 ~
740℃，保温2 ~ 6 h，炉冷至500℃以下出炉
空冷。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
3）淬火及回火
①推荐淬火、回火规范分别见表3-17、表
3-18。回火用途为消除应力，稳定组织和尺寸。
常温力学性能与回火温度的关系见表3-19。
②高温淬火、回火工艺。高温淬火可以获得
细致的板条状马氏体，强韧性较好，但超过
900℃加热淬火，冲击韧度等性能开始下降。生
（1）5CrMnMo钢
5CrMnMo钢是传统的热锻模具钢，钢中加
入Cr可以提高淬透性、高温强度和抗氧化能力；加
入Mo主要是为了抑制回火脆性，提高耐回火性。
该钢与5CrNiMo钢的各种性能类似，是在考虑我
国资源情况的基础上，为节约镍而以锰代镍研制的，
淬透性稍差，高温工作时的耐热疲劳性也低于
5CrNiMo钢。5CrMnMo钢适用于制造要求较高
强度和高耐磨性的各种ห้องสมุดไป่ตู้型锻模（边长
≤400mm）。要求韧性较高时，可以采用电渣重 熔钢。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
1）热加工 5CrMnMo钢锻造工艺规范见表3-16。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
2）预备热处理
①一般退火：加热温度为760 ~ 780℃保
因此，热锻模应具有较高的高温强度和韧性，良
好的耐磨性和耐热疲劳性，由于锤锻模尺寸比较大， 还要求锤锻模用钢具有高的淬透性。
由于热锻模的工作条件较恶劣，因此要求热锻模 具钢应具有下列基本性能：
1）淬透性高，以保证热锻模具沿整个截面具有均
匀一致的力学性能。
2）冲击韧性好，热疲劳抗力高，以保证能承受冲
图3-2 铝合金挤压模凸模 上一页 下一页 返回
二、专业知识：
1．热锻模用钢（高韧性、低合金）； 2．热挤压模用钢（高热强热、中合金）； 3．压铸模用钢（高热强热、中合金）； 4.热冲裁模用钢（高耐磨、低合金高碳） ；
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
热锻模是在高温下通过冲击力或压力使炽热的金属坯
槽，在280 ~ 300℃保温2 ~ 3 h。
采取以上两种淬火方法后，模具钢的组织为
马氏体 + 下贝氏体 + 残留奥氏体，回火后获得
回火下贝氏体组织。这种工艺减少了模具的使用
过程中的开裂，提高了模具的使用寿命。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
③等温淬火
加热温度为840 ~ 860℃，加热后将模具
放于160 ~ 180℃硝盐中分级停留，使之发生
部分马氏体转变，然后再转入280 ~ 300℃硝
盐中保温停留2 ~ 3 h。
加热温度为840 ~ 860℃，淬入油中，待
模具表面冷到150 ~ 200℃时，带温转入等温
常用的热锻模用钢主要有：5CrMnMo、 5CrNiMo、4CrMnSiMoV等，此外还有国内近年 来研制的新钢种，如4SiMnMoV、5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。其中45Cr2NiMoVSi是应用 比较成熟的高强韧大截面锤锻模具钢。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
击载荷及在急冷急热反复热冲击下，不致于发生龟裂。
3）导热性好，以保证热锻模具型腔表面的热量尽
快传导外散，降低模具的温升，有利于减少热磨损及
热疲劳损伤。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
4）较高的抗回火稳定性及高温强度，以减少热 塑性变形。
5）较好的抗氧化性能和加工艺性能。为满足上 述性能，热锻模具钢中不能含有太高的碳及碳化物形 成元素，通常碳质量分数ωc在0.3％ ~ 0.5％左右， 为提高淬透性及热强性加入少量铬、钼、钒、镍、锰、 硅等，加入少量钼或钨有助于清除高温回火脆性。
课题二 热作模具钢的性能及热处理规范
1.1
知识点
◎掌握热作模具钢的材料性能； ◎掌握热作模具钢的热处理规范。
技能点
◎热作模具钢的热处理规范 。
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一、任务导入：
案例1：
转向节热锻模（如图如 3-1所示），模具材料 为5CrNiMo钢，模具 尺寸为 700mm×675mm ×400mm，生产批量： 大批量，技术要求：锻 模模面硬度为36～ 39HRC，燕尾硬度为 28～33HRC。要求掌 握该模具的热处理规范。
产实践证明：高温淬火后模具的使用寿命都有了
不同程度的提高。高温淬火温度为890 ~
900℃，油冷，硬度为61.5HRC。回火温度为
420 ~ 550℃，回火2次。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
图3-1 转制节热锻模简图
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一、任务导入：
案例2：
铝合金圆管挤压模（如图3-2 所示），生产3A21（原 LF21）铝合金 Φ15.8mm×0.9mm的薄 壁圆管，生产批量：大批量， 模具材料为4Cr5MoSiV1 （H13）。技术要求：挤压模 硬度为42～47HRC，硼氮复 合渗。要求掌握该模具的热处 理规范。