《金属材料学》第4章 工模具用钢(,又)

1、第4章 工模具用钢 按其用途可分为刃具钢、模具钢和量具钢。 刃具钢可分为碳素钢、低合金工具钢和高速工具钢。 模具钢根据工作状态可分为热作模具钢、冷作模具钢和塑料模具钢。 量具钢用来制作量规、卡尺、样板等用来测量工件尺寸和形状. 4.1 概述 1、工具钢成分与性能特点主要矛盾 韧度和耐磨性间的合理平衡基体成分和K的性质、数量、形态和分布。成分组织 一般含 0.61.3%C M+足够数量K 。M硬度高、切断抗力较高、耐磨性好。 什么 M ? Cr、W、Mo、V等:淬透性、耐磨性和热稳定性； Mn、Si辅助加入:淬透性，回稳性 第二相K 球状、细小、均匀分布。工艺特点 锻造 球化退火不完全淬火 淬火

2、工艺参数要求严格。变形开裂倾向工艺措施热 应 力组织应力变形开裂 分级加热、分级淬火、等温淬火、双液淬火;零件设计与其它措施等 模具增加工艺孔减少变形开裂2、工具钢基本性能及检测方法 强度塑性 静弯或扭转试验弯曲强度、挠度和扭转强度、扭转角； ?韧度硬度热稳定性 一般采用无缺口冲击试样 ? 一般硬度60HRC以上，K可适当硬度23HRC 对高速钢，通常就是红硬性淬透性 断口法碳素工具钢和低合金工具钢； 端淬法合金工具钢，以端淬曲线上 60HRC处距水冷端距离表示。 淬透性作用强弱顺序： Si、Mn、Mo、Cr、NiMe淬透性,只有溶入A中，才起作用；Me作用随钢中含碳量而变化，如Si。工具钢淬

3、透性随热处理条件而变化,如V 注意点Si对不同含C量钢的淬透性影响 V在不同淬火温度时对淬透性的影响 4.2 碳素钢及低合金工具钢 1、碳素工具钢 T7T13做低速切削的刃具和简单的冷冲模。淬透性低，断面尺寸小于15mm的工具。 T7有较好塑韧性，宜做受冲击的刃具，如凿子等； T8易过热，制造形状简单的木工工具等； T10、T12耐磨性较好，强度高，但韧度低，制造不受冲击或冲击较小形状简单的工具，如车刀、铣刀等 淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火. 成本低、工艺性能好、用量大。2、低合金工具钢 淬火工艺T淬为Ac1 +3050油冷，熔盐分级淬火，等温淬火(B等温淬火和M等温淬火) 一般组

4、织含碳量0.50.6的M+未溶粒状K合金化 Cr、Si、W、Mo、Mn 、V等元素，耐磨性和回稳性，淬透性采用缓冷方式，变形开裂 Cr: 1%左右，细化K，均匀分布； Mn: 主要淬透性; Si: 低温回稳性，Si强化F,切削加工性,脱碳敏感性，不单独加入； ? W: 0.51.5%，W含量太多K类型转变，且使K分布不均匀，恶化性能。 V: 过热敏感性,细化晶粒, 回稳性合金元素具体作用9SiCr： Si / Cr淬透性，D油60HRC； K细小、均 匀不容易崩刃； 分级淬火或等温淬火处理，变形较小； Si使钢的脱碳倾向较大。 适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、

5、铰刀等。CrWMn： Cr、W、Mn复合，淬透性，D油=5070mm； AR在1820%，淬火后变形小； 含Cr、W碳化物较多且较稳定，晶粒细小高硬度、高耐磨性； 回稳性较好，250回火，10%AR + K1回火回火 M回 + M + 少量AR + K2 M回 + AR （少量） + K3（ K1 等以示区别）W18Cr4V高速钢回火次数与残余奥氏体量（a）和性能（b）的关系 W18Cr4V钢回火一次金相组织 （400X） W18Cr4V钢回火三次的金相组织 （400X） 同步热处理 ： 关键是正确选择回火温度与保温时间，以 便和淬火工艺相匹配。 思考:可能有什么问题?表面处理： 强化方法:化

6、学热处理或在刀具表面覆层 表面氮化、表面硫氮共渗等多元共渗、蒸气 处理等，560。物理气相沉积(PVD法)， 在表面沉积TiC等覆层。新型工具钢： 日本神户钢铁公司开发粉末工具钢Fe18Cr2Mo1V2.2C( KAD181)，经HIP后不用锻造，具有很好的性能，在模具、辊子、刀具等方面应用很广泛 美国开发坩埚粉末冶金法（CPM）韧性和耐磨性,使用寿命。如CRM T440V(Fe17Cr0.4Mo5.5V)的耐蚀性与不锈钢T-440C差不多，但耐磨性是T-440C的几倍，制成的造球机刮刀，其实际使用寿命是T-440C的20倍. 经济合金化是高速钢的一个发展方向，在不降低性能的前提下尽可能降低钢

7、中的W含量 工模具表面技术: 是高速工具发展的一个重要方面，近年来已成功利用离子渗入法在工具表面涂覆TiC、TiN、Ti(C,N)等涂层，发挥了优越的性能。在新型工具材料的开发上具有重要的意义。 日本开发了以硼砂熔盐为基稀土钒共渗工艺，经过该工艺处理的模具耐磨性比常规处理的要提高2.8倍。这些研究提高了工模具性能和使用寿命。这些研究都是不可忽视的开发课题.作业： 试比较W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、 W18Cr4VCo5、 W6Mo5Cr4V2Al四种高速钢的合金化、热处理工艺、组织、性能及应用的异同点，并分析高速钢的发展趋势。（3.31日前发到邮箱，算平时成绩，过期不候！）4.4 冷

8、作模具钢 金属在冷态下变形 拉延、冲压、冷鐓或冷挤成形等共同特点 工作T不高，模具主要承受高压力或冲击力，有强烈的摩擦 主要技术要求为具有高硬度和耐磨性，有一定韧性技术要求部分冲裁模典型冲压模及产品一、低合金工具钢 常用低合金工具钢有9Mn2V 、CrWMn 、GCr15、9SiCr等。 和碳素工具钢相比，这类钢的淬透性比较高，热处理变形较小，耐磨性也较好，所以可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。 9Mn2V特点： Mn淬透性，D油= 30mm； Mn MS，AR约2022%，变形小； V能克服Mn缺点,过热敏感性，细化晶粒； 硬度稍低，回稳性较差 200以下回火； VC

9、使钢的磨削性能变差。 各种类型的中小冷作模具都可采用。Section 2 冷作模具材料的主要性能要求二、高铬和中铬模具钢 1、高碳高铬模具钢 主要有Cr12、Cr12MoV钢。 Cr12MoV钢具有高淬透性，截面200300mm 以下可以完全淬透。Cr12MoV钢主要制造大 尺寸、形状复杂、承受载荷较大的模具，曾经 有“冷作模具王牌”之称。 组织变化特点一： 选择T淬和回火温度来控制工具的变形。 调节淬火温度： T淬 AR 体积V 一定程度可抵消M转变所引起的胀大；调节回火温度： 450，AR转变为M 体积 组织变化特点二： 随T淬升高，K溶解量增加，奥氏体合金度增加，淬火后残余奥氏体增加，硬

10、度下降。淬火温度的波动可引起组织和性能的较大变化。一次硬化法 低淬和低回晶粒细小，强韧性好。9801030淬火150170回火，硬度为6163HRC，残奥量少。12左右未溶（Cr，Fe）7C3碳化物。 一次硬化法使用较普遍二次硬化法 1050l100500左右多次回火，硬度回升到6062HRC。热硬性较好，强韧性较低。二次硬化法适合于工作温度比 较高（400500）且受载荷不大或淬火后表面需要氧化处理的模具。退火工艺淬火温度2、高碳中铬模具钢 Cr5Mo1V （美A2）是值得推广的空冷淬硬冷作模具钢，是国际上通用的钢种。100mm以下可空冷淬硬，适用于形状复杂、要求热处理变形小又需要好的耐磨性

11、和良好韧度的冷作模具，如下料模、成形模、冲头、剪刀片等。 典型钢号：Cr4W2MoV和Cr5Mo1V。K以M7C3型为主，分布较均匀，具有耐磨性好和热处理变形小的特点，适于制造既要求有高的耐磨性，又具有一定韧度的模具。3.高强韧性冷作模具钢及热处理降碳高速钢(6W6Mo5Cr4V)的特性与W6Mo5Cr4V2钢相比，碳降20wt%，钒降50wt%，减少碳与钒的含量，降低MC型碳化物和碳化物的总含量，改善碳化物分布的均匀性，使晶碳化物不均匀度降低1-2级。淬火硬化状态的抗弯强度与塑性提高30-50%，冲击韧性提高50100，良好的二次硬化能力和热稳定性560-580回火硬度60-63HRC。等温

12、退火工艺热处理工艺 对性能的影响 用途取代高速钢或高碳高铬钢，制作易于脆断或劈裂的冷挤压凸模或冷墩凸模，成倍提高模具的使用寿命。用于大规格的圆钢下料剪刀，能提高寿命数十倍。7Cr7Mo2V2Si钢的特性性能优异：抗弯强度可达5000MPa以上，冲击韧度k值达100J/cm2以上，冲击韧性比6W6Mo5Cr4V高近一倍。应用：适宜制造高负荷的冷挤、冷墩、冷冲模具。但脱碳敏感性比高铬钢大，采用真空加热淬火。4. 抗冲击冷作模具钢及热处理钢的特点：过剩碳化物少，组织均匀，多元的团溶强化和回火碳化物的弥散强化, 高强度、高韧性、高冲击疲劳抗力。用于风动工具、冲剪工具、大/中型冲墩模、精压模等。弱点是抗

13、牙能力低，热稳定性差，淬火变形难以控制。典型钢：60Si2Mn：普及型弹簧钢，用于风铲、冲击钻探工具。回火抗力较好，300一350回火硬度为57HRC，抗拉强度达到1900MPa，400回火硬度为4852HRC，高的强韧性。5. 特殊冷作模具钢及热处理耐腐蚀模具钢：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4成分特点：马氏体组织中含12%以上的Cr，碳不能太低，保持高硬度和耐磨性。热处理：锻打温度1100-1130，800-840软化退火，保温后炉冷到500后空冷，淬火温度1050-1100油冷160-260回火。无磁模具钢：1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn1

14、5Cr2Al3V2WMo成分特点：加入奥氏体形成元素Ni、Mn等，获得奥氏体结构，在磁场中不被磁化。热处理：锻打高温退火(870-8903-6h)，炉冷到500出炉空冷固溶处理(1150-118015-20h盐浴炉or 30h空气炉)，水冷时效处理(7002h)，空冷。得到硬度48.5。6. 硬质合金模具材料及热处理钢结硬质合金特性：工艺性能好：退火状态可机械加工，可锻造和热处理。物理、力学性能好：淬火处理获得高硬度，硬质相强化。4.5 热作模具钢 使热或液态金属获得所需形状 模具是在反复受热和冷却条件下工作.模具受热时间越长，受热程度就越严重. 许多模具还受到较大冲击力。工作条件苛刻 模具钢

15、应具有高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性服役条件技术要求 钢碳含量质量分数一般在0.30.6%，还加入Cr、Mo、W、Si、Mn、V等合金元素，以提高钢的各种性能。 根据工作条件热作模具钢可分为三大类：热锤锻模具钢，热挤压、热鐓锻及精锻模具钢和压铸模用钢。汽车转向节热锻模(大型,700675400mm)一、 热锤锻模钢 服役条件性能要求1）反复冷、热 龟裂、热疲劳 热疲劳抗力A1， 硬度是有利的；2）表层温度500,冲击力大热强性韧度高温回火； 消除回脆,整体性能好；3）强烈摩擦磨损模具高温耐磨性4）模具尺寸比较大淬透性好，导热性好2、成分特点 C：一般在0.450.60

16、%，以保证一定硬度和冲击韧度。 Cr：一般1%左右，淬透性，回稳性，改善AK； Ni：能 AK ，和Cr共同作用钢淬透性； Mn：主要代Ni，但Mn 过热敏感性和回火脆性。 Si：能强度、回稳性和耐热疲劳性，Si量1% 。 Mo、V：有效地细化晶粒，过热倾向，回稳性。 Mo（W）最重要的作用是钢的回火脆性. 所以， 不但热锤锻模钢都含有Mo元素，其它热作模具钢也都用Mo（W）合金化。使用最广泛的是5CrNiMo和5CrMnMo钢 。 3、工艺特点 硬度要求：小型模硬度要求在40 44HRC，相对较高； 大型模硬度在3538HRC为宜，相对较低。?锻模模面：大中型模36 42HRC，较高； 锻模

17、模尾：大中型模30 35HRC，较低。? 思考：锻模模面和模尾硬度不同，在工艺上有什么措施? 热处理工艺：5CrNiMo5CrMnMo: T淬 830860; T回 450580左图 强度和韧度与T回 的关系右图 硬度与T回的关系5CrNiMo热处理工艺： 600-650预热 830-860奥氏体化 油淬防止开裂工艺： 600-650预热 830-860奥氏体化 150油等温硝盐炉2-3h，获得MBAr。915CrMnMo热处理工艺退火：850870加热680等温空冷，退火硬度197241HBS。淬火：840-860加热油淬冷却到150-180出油回火。925CrMnMo力学性能(与5CrNi

18、Mo相比)Mn替代Ni，节省Ni常温和高温下的塑性和韧性下降淬透性低过热敏感性大热疲劳性能差应用比5CrNiMo淬透性及韧性均低。适用于制造强度和耐磨性要求较高，韧性要求不甚高的中、小型锤锻模具及部分压力机模块(最大边长400mm)。可用于工作温度低于500的小型热作模具。93工艺要求： 注意保护模面和模尾，以避免脱碳。 加热要注意预热，450左右预热，升温速度要慢, 50/h； 冷却要注意预冷，预冷到780左右，循环油冷，冷至150200取出； 淬火后必须立即回火，绝对不允许冷至室温。 思考：为什么?上图 锻模加热时 的保护右图 盐浴中燕尾 部分的回火二、热挤压模钢 和热锤锻模相比，热挤压模

19、在工作时需要较长时间与被变形加工的金属接触，其受热的温度往往更高。热挤压模还承受很大的应力和摩擦力。 这类模具的尺寸一般都不大，比锤锻模要小。热挤压模主要要求有高的热稳定性、较高的高温强度、耐热疲劳性和高的耐磨性。有铬系、钨系和钼系热模具钢三类。铬系： 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2SiV等常用。淬透性较高，较高的强度和韧度，抗氧化性较好。常用于制造尺寸不大的热锻模、钢及铜的热挤压模、铝及铜合金的压铸模等。 3Cr2W8V钢使用最多，具有高的热稳定性、耐磨性，但韧度和抗热疲劳性较差。国外已基本停止，以H13(4Cr5MoSiV1)代之。钨系：含5%Cr铬系热作模具钢H1

20、1(4Cr5MoSiV)用途：制作高速锤锻模理想，有时作压铸模或挤压模退火：880加热750等温炉冷到500空冷， 获得珠光体，退火硬度192-235HBS，最好可控气氛炉中。淬火回火：1000-1020加热油淬或分级淬火，硬度50-52HRC；540-600回火，硬度40-45HRC。98H13(4Cr5MoSiV1)特点：比H11中V高(1%左右)，热强性和热稳定性高于H11, 具有较高的韧性和冷热疲劳抗力。退火：8002h7502-4h炉冷到500出炉，硬度192-229HBS，锻后立即球化退火。淬火：两次预热1020-1050油淬(53-55HRC) 或空淬或分级淬火560-630回火

21、(40-50HRC)。99 4Cr5W2SiV特点：Wv=0.6-1.0%, 2%W替代1%Mo，性能、锻造、热处理与H13相似。1003Cr2W8V力学性能：主加元素是W18Cr4V的一半，被称为半高速钢。 W越高，热稳定性越高，耐磨性越好；Cr提高淬透性，抗回火能力较高，但冷热疲劳抗力差。550回火时出现二次硬化峰，淬火温度越高，二次硬化峰值的硬度越高，热强性越好。W2C析出，650时冲击韧度最低，高温韧性较差。1012022/7/14热处理工艺退火：840-880加热720-740等温退火，组织为FFe3W3CCr23C6, 硬度不大于241HBS。淬火和回火：动载荷小的模具高淬高回11

22、40-1150淬火650-680回火。动载荷大的模具低淬低回1050-1100淬火550-6502h两次回火，硬度40-50HRC。应用 压力机锻模、热挤压模、墩锻模、压铸模、剪刀。102三、压铸模钢 压力铸造是在高的压力下，使液态金属挤满型腔成型。在工作中模具反复与炽热金属接触. 要求压铸模具钢有高的耐热疲劳性、较高的导热性、良好的耐磨性及耐蚀性和一定的高温强度等铝合金压铸模 压铸模具钢的选择首先要根据浇注金属的温度和浇注金属的种类来决定。 锌合金、铝合金、镁合金是低熔点的金属合金，可以选择30CrMnSi、40Cr、5CrMnMo等低合金钢来制造压铸模具。如压铸锌合金的模具可采用5CrMn

23、Mo钢，也可使用40Cr调质钢. 压铸铝、镁合金的模具目前常选用3Cr2W8V、H13和4Cr5MoSiV1钢 铜合金和黑色金属的熔点比较高采用难熔金属为基的合金，如钼基合金、钨基合金等4.6 其它类型工具用钢 1、耐冲击用钢 切边、冲孔、剪切等剪切力和一般模具比，刃口薄冲击力和刃具比，冲击力大耐磨性韧度高韧度耐磨C%，回稳性,形成稳定K+ Si、W+ W、V 中高碳，0.40.6% 低合金，+ W、Si、V、Cr 常用钢号4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。 Si、Cr：低温回火稳定性，并推迟低回脆性区，因此可回火温度到280，而得到较高的韧度，特别是Si元素更为有效；这些元素

24、都淬透性、强度和耐磨性。 W：进一步耐磨性和细化晶粒，W还能有效地回火脆性，所以含W钢可在430470回火，可得到更好的韧度。2、塑料模具用钢 对塑料模的要求：加工表面应有高的光洁度，所以要求模具 材料夹杂物少，组织均匀，表面硬度高；表面耐磨耐蚀，能长期保持表面光洁度；有足够的强韧性，能承受一定负荷而不变形；变形要小，以保证互换性和配合精度。 塑料模具用钢范围非常广泛，作为塑料模具专用钢并已纳入国家标准的仅有十余个. 塑料模制造成本高，材料费只占模具成本的一小部分，一般在10 20%，有时甚至低于10%。因此模具材料一般是优先选用工艺性好、性能稳定和使用寿命长的材料。 常用牌号有SM4Cr5M

25、oSiV、 SM2Cr13 等。一、塑料模具材料的使用性能要求1. 较高的硬度、耐磨性和耐蚀性硬度：取决于塑料的性质和塑料制品的表面质量要求。耐磨性：塑料填充和流动的压应力及摩擦力，较高的耐磨性保持型腔不变。磨损方式有：主要磨粒磨损、其次粘着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损。磨损抗力与碳化物分布状态有关：网状或沿晶析出碳化物降低耐磨性。耐蚀性: 塑料成型中产生腐蚀产物析出，如：热固性塑料中一般含有固体填料，且在交联反应过程中，会有腐蚀性化学气体等物质释放。2. 较高的强度、韧性和疲劳强度塑料注射成型的压力：39-196MPa，闭模压力为注塑压力的1.5-2倍。一定的硬度和强度保证模具型腔无变形。移动式

26、压缩模或注射模经常受到冲击或碰撞。尺寸较大、形状复杂的塑料模具，应力状态复杂易集中，要求高的韧性。工作频率较高，要求较好的疲劳强度。3. 耐热性服役温度20-350，局部超过400，产生回火软化。Cu或Al合金制造的塑料模具，导热性好，使用温度低。4. 尺寸稳定性较低的热膨胀系数。稳定的组织，深冷处理消除Ar。钢的热胀系数小，最小18Ni马氏体时效钢，铜合金次之，铝合金和锌合金的热胀系数最大。5. 导热性良好的导热性，促进塑料制品的成型速度。Cu合金Al合金钢。二、塑料模具材料的工艺性能要求1. 切削加工性和表面抛光性塑料制品形状复杂，表面质量要求高或有精细花纹图案，要求模具便于切削、易于抛光

27、、光刻性能良好。进行预硬处理，切削前热处理，硬度35-45HRC，加工到位便使用。抛光性和光刻蚀性对冶金质量要求高，如：非金属夹杂物少、组织均匀细致、硬度均匀。2. 塑性加工性型腔尺寸不大的多腔模具，在再结晶温度下挤压成型,要求塑性好、变形抗力低、硬度低于135HBS。冷挤压前退火，降低硬度、细化晶粒、消除应力。加工成本75%，材料和热处理成本10%，但选材很关键。利用超塑性(钢超塑性下形变率达200%)制造模具，制作成本低、周期短。步骤：轧制反复淬火热机械处理固溶处理时效处理超塑性温度下缓慢挤压成模具。3.电加工性电火花、线切割是制造几何形状复杂模具型腔的主要方法。放电烧蚀产生不重要的硬化层

28、，影响模具寿命。4. 热处理工艺模具尺寸精度高，热处理工艺简单，变形小。脱碳敏感性、淬火应力与淬火开裂倾向、淬透性、淬硬性、热处理变形，对模具力学性能和塑料成型质量影响很大。5. 表面处理工艺性表面处理不改变模具整体性能，改善耐磨抗蚀性能。表面处理：镀铬、渗碳、氮化、碳氮共渗等。6.表面刻蚀性能和镜面加工性能刻蚀花纹、文字、图案等标记。刻蚀方便，不产生裂纹和变形。镜面加工的要求超清净钢: 夹杂少，碳化物尺寸小、数量少、分布均匀。硬度：硬度越高，镜面加工性能越好，因不产生抛光划痕。组织均匀性：越均匀，镜面加工性能越好。7.焊接性模具结构更改、使用中磨损或开裂，需补焊。模具具有一定的焊接性能，在预

29、热、缓冷等条件的支持下，完成补焊或堆焊工序。塑料模具及热处理分类(按强化方式或服役特性) 渗碳型预硬型整体淬硬型耐蚀性时效硬化型性其它型1. 渗碳型碳素渗碳钢：成分简单，价格便宜，如10, 20钢, 淬透性差，适合于承受小载荷的模具。合金渗碳钢：制造截面大、承受载荷大的模具，如：20Cr、12CrNi2、12CrNi3、12CrNi4、20Cr2Ni4等。热处理工艺渗碳后先缓冷，然后进行一次淬火。淬火温度通常控制在810一850间，使模具表面和心部组织同时得到改善。性能要求高，采用二次淬火。第一次淬火细化心部组织，消除渗碳层网状碳化物；但因温度过高，马氏体粗大，经760-830二次淬火，渗碳层

30、为隐晶马氏体均匀碳化物。合金渗碳钢，渗碳后直接淬火，产生大量Ar。渗碳空冷后高温回火，消除Ar。2. 预硬型分类：调质预硬型和易切削预硬型。为避免大、中用精密塑料模具热处理后的变形，保证模具的精度和使用性能而开发的一种塑料模具材料。调质预硬型目的和方法：避免热处理变形和开裂，调质到30-40HRC后加工成模具，用于型腔复杂、精密、使用寿命长的大、中型塑料模具。成分特点：中碳低合金，C 0.35-0.65%，含有一定量的Cr、Mn、V等。典型钢种4Cr5MoSiV1，适合于聚甲醛、聚酰胺树脂的注射成型。3Cr2Mo(P20), 850-880淬火580-640回火，HRC28-35,适合于大中型

31、精密模具(电视机、洗衣机壳体)。易切削预硬型概念：在调质预硬型基础上，添加S、Se、Ca等易切削元素形成。典型钢种5CrNiMnMoSCa(5NiSCa)8Cr2MnWMoVS(8CrS)40CrMnVBSCa(P20BSCa) Y55CrNiMnMoV(SMI)制造大中型精密注射模和精密冷作模具热处理工艺以40Cr、3Cr2Mo、8CrMnWMoVS为例淬火：回火：大于450回火，但要避免第二类回火脆，加入Mo、W来避免。3.整体淬硬型定义：模具切削加工后，整体进行一定的淬火、回火处理，获得所需力学性能的塑料模具钢。典型材料碳素工具钢：T7A、T8A、T10A，做形状简单、尺寸小、变形要求不

32、高的模具。低合金工具钢：9SiCr、CrWMn，做形状复杂、尺寸较大、形状精度要求高的模具。高合金工具钢：Cr12V1、Cr12Mo，做高耐磨、形状复杂的大型模具。热处理工艺常规淬火低回，少数淬火高回，热处理硬度45HRC以上。形状复杂模具，粗加工热处理精加工。4. 时效硬化型定义：C低M高，固溶处理后为单一饱和组织，通过较低低温度时效，析出细小弥散金属间化合物，模具强度和硬度提高。固溶处理后进行加工，制造高精度和形状复杂的模具。典型钢种25CrNi3MoAl：C和Ni低，价格低于马氏体时效钢，调质硬度230-250HBS，时效后38-42HRC，镜面研磨好、表面刻蚀性好、焊接修补性好制作普通

33、和高精度模具。18Ni类低碳马氏体时效钢：Ni18%，Co8-9%，Mo3-3.5%，Ti0.05-0.1%，Al0.05-0.15%。淬火获得单一M，时效析出Ni3Mo。制作精度高、超镜面、型腔复杂、大截面模具。5.耐蚀性背景：生产聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS抗燃树脂等化学性腐蚀塑料制品，成型中分解腐蚀性气体，对模具产生腐蚀。典型钢种高碳高铬型，9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13等。马氏体时效不锈耐酸钢，1Cr17Ni2析出硬化不锈钢，0Cr16Ni4Cu3Nb热处理工艺高碳高铬耐蚀型：球化1050-1100加热油淬或空冷或100-150热油中冷却150-400回火。组织

34、为回火，马氏体少量Ar碳化物。析出硬化不锈钢0Cr16Ni4Cu3Nb(PRC): 淬火后获得单一M，硬度32-35HRC切削加工460480时效析出弥散碳化物。6. 其它型铜合金: 铍青铜，ZCuBe2、ZCuBe2.4，采用时效强化提高性能。用于吹塑模，注射模，高导热、高强度、高耐热的模具。铝合金：ZL101LC9，制作高导热率、形状复杂的模具。锌合金：Zn-4Al-3Cu共晶合金，制作光洁而形状复杂的模具，降低生产费用，缩短生产周期。Section 3 塑料模具材料及热处理工艺专用实例一、选材原则1. 根据模具服役条件和制品质量选材表面要求硬、耐磨，心部要求韧性的，选择渗碳型。型腔复杂、精度要求高和寿命长的模具，为防止变形，选择预硬型。以玻璃纤维做填充剂的热塑性制品的注射模或热固性塑料压缩模，具有较高的硬度、耐磨性、抗压强度、韧性、抛光性和电加工性，采用整体淬硬型，防止局部变形和磨损。对于聚氯乙烯、聚苯乙