模具材料及强化技术-第6章其它模具材料-2019ppt课件

1、;6.1.1 玻璃材料及其制品玻璃材料及其制品3;SiO2 B2O3 （MgO、ZnO、BeO） Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O PbO不同玻璃的莫氏硬度在57之间，玻璃的硬度越高，对模具的损伤越大6.1.1 玻璃材料及其制品玻璃材料及其制品4;u 玻璃制品类型：传统的玻璃瓶、平板玻璃、建筑玻璃、医用玻璃、照明玻璃、光学玻璃，以及光纤、光导玻璃、电子玻璃等为代表的新型玻璃。u 玻璃制品的制造工艺：玻璃原料的熔制熔熔态玻璃液的成形。6.1.1 玻璃材料及其制品玻璃材料及其制品5;6.1.1 玻璃材料及其制品玻璃材料及其制品6;u 玻璃制品成形过程多数属间歇性作业，熔融态玻璃向模具型腔表

2、面周期性放热，使其温度波动非常显著，而模具外表面近乎均匀散热冷却，温度波动相对较小，从而导致模具型腔表面反复出现压应力和拉应力，促使冷热疲劳裂纹龟裂的形成。u 玻璃模具与高温黏滞玻璃相接触，会发生磨损和腐蚀。6.1.2 玻璃模具的工作条件、失效形式玻璃模具的工作条件、失效形式7;6.1.3 玻璃模具材料的性能要求玻璃模具材料的性能要求8;u 由于玻璃种类繁多，不同玻璃制品的质量要求各不相同，模具结构、外部冷却条件、润滑状况和作业周期等也不相同，因此，需根据实际的生产条件选择具有相应性质的模具材料。u 玻璃模具材料：以铸铁为主，其次为耐热钢。6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料9;6.1.4 玻

3、璃模具材料玻璃模具材料10;铸铁类型铸铁类型C总总Si总总MnNiMoTiVAlPS铁素体铸铁铁素体铸铁3.43.7 1.82.2 0.550.850.120.07Ni-Mo合金铸铁合金铸铁3.53.6 2.02.2 0.600.750.20.30.40.50.050.04Mo-V/Ti合金铸铁合金铸铁 3.43.7 1.82.2 0.550.850.300.45 0.20.3 0.10.20.120.07高铝铸铁高铝铸铁3.03.80.70.20.4230.120.07球墨铸铁球墨铸铁3.63.8 2.62.80.10.015 0.0156.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料11;6.1.4

4、玻璃模具材料玻璃模具材料12;铁素体铸铁铁素体铸铁130155 1001500.1480.00112价格低廉；切削加工性能好制作口模Ni-Mo合金合金铸铁铸铁140160 200220 500800 0.1480.00112抗热冲击、抗热裂性好；变形温度高制作压吹模Mo-V/Ti合合金铸铁金铸铁150170 220260 60018000.1480.00112抗热冲击、抗热裂、吸热性好；变形温度高高铝铸铁高铝铸铁180200 3203601.5h，或消除淬火应力并完成残余奥氏体A转变。;6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料19;l Ni-Cr-B-Si合金粉末的成分：合金粉末的成分： 0.00

5、30.006%C、0.110.15%Cr、0.020.03%B、0.020.03%Si、0.17% Fe ，余量余量Ni。l 处理工艺：输出功率处理工艺：输出功率12001400Wl 光斑直径光斑直径3mml 扫描速度扫描速度100130mm/minl 氩气保护氩气保护6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料20;6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料21元素符号元素符号CSiMnCrNiSP质量分数质量分数/%0.350.451.01.012140.61.50.030.035;l 镀铬工艺：铬酐250g/L、硫酸2.5g/L温度65、电流密度30A/dm2、镀覆时间30minl 镀铬层厚度：0.0

6、10.02mml 使用效果：成形制品质量、模具使用寿命6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料22热处理工艺热处理工艺抗拉强度抗拉强度/MPa延伸率延伸率/%断面收缩率断面收缩率/%冲击韧性冲击韧性/J/cm2硬度硬度/HRC700回火两次回火两次8003.5 4.56.0241000空淬空淬+700回火回火2次次8005.06.07.525;6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料23;材料材料合金元素含量（合金元素含量（wt%)显微组织显微组织CSiMnPS其它元素其它元素灰铸铁灰铸铁HT200 3.03.2 1.82.20.550.71 0.1 0.0230.026珠光体+少量铁素体+片状石墨低

7、锡铸铁低锡铸铁3.03.2 1.82.20.550.71 0.1 0.0230.026Sn 0.0898%片状珠光体铜铬铸铁铜铬铸铁3.03.2 1.82.20.550.71 0.1 0.0230.026 Cu 1.0, Cr 0.6590%片状珠光体中硅铸铁中硅铸铁3.03.24.170.550.71 0.1 0.0230.026RE 0.6铁素体+蠕虫状石墨硅钼铸铁硅钼铸铁3.03.24.230.550.71 0.1 0.0230.026 Mo 1.0, RE 0.6铁素体+细片状石墨低锡蠕铁低锡蠕铁3.03.2 1.82.20.550.71 0.1 0.0230.026Sn 0.08,

8、RE 0.67080%珠光体+蠕虫状石墨低钼铸铁低钼铸铁3.03.2 1.82.20.550.71 0.1 0.0230.026 Al 2.5, RE 0.6珠光体+蠕虫状石墨6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料24; 普通灰铸铁普通灰铸铁HT200玻璃模具玻璃模具加热温度：850900保温时间：13h显微组织：珠光体+少量铁素体+片状石墨 合金铸铁玻璃模具的正火处理合金铸铁玻璃模具的正火处理加热温度：860900保温时间：13h6.1.4 玻璃模具材料玻璃模具材料25;6.2.1 陶瓷材料及其成形方法陶瓷材料及其成形方法27;成成形形方法方法压制压制成形成形挤压挤压成形成形热压铸热压铸成形成

9、形注浆注浆成形成形滚压滚压成形成形产品种类产品种类形状简单、尺寸精确、体积较小管状等具有对称性产品形状复杂、精度高、体积较小形状复杂、精度高面积大、厚度较小坯料坯料的水分及粘合剂少需真空处理需预烧、无水分的流动性和稳定性好含较多水分模具模具金属压制模具金属挤压嘴金属热压模具石膏模具石膏模具生产效率生产效率量大，易实现机械化和自动化量大，产品需进行切削加工生产周期长，废料可回收需大量模具，生产周期长需大量模具6.2.1 陶瓷材料及其成形方法陶瓷材料及其成形方法28;u 陶瓷制品成形用的金属模具服役时，凹模的型腔需承受较大的压制压力，磨损量与压制压力之间接近线性关系。但磨损量不能超过陶瓷制品尺寸精

10、度所允许的范围。u 高温成形陶瓷制品时，还需考虑模具材料在高温下的抗蠕变和抗氧化能力。6.2.2 陶瓷模具的工作条件和失效形式陶瓷模具的工作条件和失效形式29;6.2.3 陶瓷模具材料的性能要求陶瓷模具材料的性能要求30;生产条件生产条件选用材料选用材料最终最终热处理工艺热处理工艺备注备注小批量生产、原料硬小批量生产、原料硬度较低或黏结剂含量度较低或黏结剂含量较多的陶瓷制品较多的陶瓷制品碳素钢：45低合金钢：40Cr调质处理必要时可表面强化处理，如渗硼批量较大、产品尺寸批量较大、产品尺寸精度要求较高精度要求较高合金工具钢：CrWMn、H13、Cr12、 Cr12MoV淬火+回火原料硬度高的陶瓷

11、原料硬度高的陶瓷钢结硬质合金：GT35、T1、GW50、 GJW50淬火+回火硬质合金：YG8、YG15、YT15烧结状态下使用6.2.4 陶瓷模具材料陶瓷模具材料31;材料材料热处理规范热处理规范锻造锻造退火退火淬火淬火回火回火4Cr5MoSiV1（H13）11201150加热10501100始锻850900终锻860890保温34h30/h冷却至500空冷10201050加热油淬或空淬560保温23h空冷CrWMn11001150加热10501100始锻800850终锻770790保温25h30/h冷却至500空冷820840加热油淬150250保温23h空冷Cr12MoV11001150

12、加热10101100始锻927终锻870加热保温快冷至750保温68h炉冷至500空冷9801030加热油淬200270保温23h空冷Cr1211001250加热10501200始锻927终锻870加热保温快冷至750保温68h炉冷至500空冷9501000加热油淬200450保温23h空冷6.2.4 陶瓷模具材料陶瓷模具材料32;材料材料淬火工艺淬火工艺回火温度回火温度/预热温度预热温度/预热时间预热时间/min加热温度加热温度/保温时间保温时间/(min/mm)冷却介质冷却介质GT35800850309609800.5油180200GW50800850301050110023油200300

13、GJW508008203010200.51.0油20030030.4600盐浴560，3次注：保温时间=工件有效尺寸热透速率。 回火后显微组织：WCTiC）+回火马氏体+碳化物。6.2.4 陶瓷模具材料陶瓷模具材料33;渗硼剂成分（渗硼剂成分（wt%）渗硼工艺渗硼工艺渗层厚度渗层厚度/mm渗层组织渗层组织温度温度/时间时间/h57% B4C、40% Al2O3、3% NH4Cl 9501050350.10.3FeB+Fe2B95% B4C、2.5% Al2O3、2.5% NH4Cl95050.6FeB+Fe2B80% B4C、20% Na2CO3900110030.090.32FeB+Fe2B5% B4C、5% KBF4、90% SiC70090030.020.1FeB+Fe2B10% KBF4、5080% SiC、余量、余量Fe85040.090.1Fe2B注：45钢陶瓷模具的调质处理：830840水淬+580640回火、空冷。 渗硼后热处理工艺规范： 830水淬+5800回火、空冷。6.2.4 陶瓷模具材料陶瓷模具材料34;1. 试述玻璃模具失效的主要表现形式及原因。2. 影响玻璃模具使用寿命的主要