冷作模具钢热处理工艺.ppt

（五）冷作模具钢模具钢材料及热处理重要性
5．1冷作模具的工作条件与性能要求
5．1．1冷作模具的工作条件
5．1．2冷作模具的性能要求
5．1．3典型冷作模具材料的性能分析
5．2冷作模具材料的选用
5．3冷作模具的制造工艺路线
5．4冷作模具的热处理
5．4．1冷作模具钢的热处理特点
5．4．2典型冷作模具的热处理
5．5冷作模具热处理实例
6．5．1硅钢片冷冲裁模具
冷作模具材料的正常失效形式主要是磨损、脆断、弯曲、咬合、塌陷、啃伤、软化等。

要求冷作模具钢应在相应的热处理后，具有高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、不咬合等能力。
5.1冷作模具材料的工作条件与性能要求5.1.3典型冷作模具材料的性能分析图5-2T10钢的淬火温度对强韧性的影响碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在低温区(150～200℃)回火，硬度下降不多，当回火温度超过200℃时，硬度才明显下降，如图5-1所示。
碳素工具钢的力学性能与回火温度的关系，如图5-4所示，当回火温度为220～250℃时抗弯强度达到极大值，可是碳素工具钢在200～250℃回火时，会产生回火脆性，导致韧性下降，因此韧性要求较高的碳素工具钢应避免在此温度回火。而承受弯曲及抗压载荷的碳素工具钢仍可采用220～280℃回火，以获得高抗弯强度，提高模具的使用寿命。(3)工艺性能
①锻造性能:
②预先热处理:
③淬火及回火:
(4)使用范围
碳素工具钢生产成本低，易于冷、热加工，在退火状态下硬度较低，通过热处理后可以获得较高的硬度，具有一定的耐磨性。但淬透性差，淬火变形大，耐磨性不高。因此，碳素工具钢适于制造尺寸较小、形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷作模具。
2.高碳低合金钢(CrWMn钢)(3)工艺性能
①锻造工艺
CrWMn钢具有良好的锻造性能。
②退火工艺:
CrWMn钢锻后需进行等温球化退火，退火温度为790～830℃，等温温度为700～720℃，退火后的组织比较均匀，退火后硬度为207～255HBS。
③淬透性:CrWMn钢淬透性较好，淬火变形小。在油中的临界淬透直径为30～50mm。直径40～50mm的钢件在低于200℃的硝盐浴中冷却即可淬透。
(4)使用范围
CrWMn钢具有较好的淬透性，淬火变形小，耐磨性、热硬性、强韧性均优于碳素工具钢，是使用较为广泛的冷作模具钢。主要用于制造要求变形小，形状较复杂的轻载冲裁模(料厚<2mm)，轻载拉深、弯曲、翻边模等。3.高耐磨冷作模具钢(Cr12型高碳高铬钢)
(1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。
(2)力学性能Cr12型钢在淬火加热时碳化物大量溶于奥氏体中，淬火后得到高硬度的马氏体。回火时自马氏体中析出大量弥散分布的碳化物，其硬度很高，因而提高了钢的耐磨性。如图5-10所示，Cr12MoV钢经1020℃淬火，520℃回火时出现明显的二次硬化，而且淬火温度愈高，这种效应愈显著。在200℃左右回火时，其抗弯、抗压强度最高;在400℃左右回火，断裂韧度最高。(3)工艺性能
①锻造工艺:
由于Cr12型钢属于高碳高合金钢，其导热性能差，塑性低，变形抗力大，锻造温度范围窄，组织缺陷严重，所以其锻造性能差。
②退火工艺:
Cr12型钢一般采用等温球化退火工艺，加热温度为850～870℃，保温2～4h，等温温度为740～760℃，保温4～6h，退火组织为索氏体+合金碳化物。退火后硬度为207～255HBS。
③淬透性:
Cr12型钢Cr的质量分数高达约12%，所以具有高淬透性。截面尺寸为300～400mm以下的模具在油中完全可以淬透，控制淬火温度可以调节残余奥氏体量，实现微变形淬火。4.冷作模具用高速钢(W6Mo5Cr4V2钢)
(1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。5.2冷作模具材料的选用3.挤压模模具材料的选用
传统的冷挤压模模具材料有碳素工具钢T10A钢，高碳低合金钢CrWMn，60Si2Mn钢，高耐磨冷作模具钢Cr12，Cr12MoV钢，冷作模具用高速钢W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2钢等。
4.冷镦模模具材料的选用
凸模必须承受强烈的冲击力，对模具寿命要求不高或轻载的冷镦模
凸模――可采9SiCr，T10A，Cr12MoV，GCr15，60Si2Mn钢制造；
凹模――可采用T10A，Cr12MoV，GCr15钢制造;对于重载、高寿命冷镦模，应采用高强韧性、高耐磨性新型模具钢，如012Al，65Nb，LD，LM，18Ni，GM，6W6Mo5Cr4V钢。5.3冷作模具的制造工艺路线5.4冷作模具材料的热处理5.4.2典型冷作模具材料的热处理线切割加工对模具热处理的影响：
冲裁模的加工工艺、工作条件、失效形式、性能要求不同，其热处理特点也不同。对有线切