冷作模具材料及其热处理

复习上次课内容1.模具失效的影响因素及其分析课题六冷作模具材料与热处理教学目标：

1.了解模具失效的类型和影响模具寿命的因素教学重点和难点：

模具失效的影响因素及其分析课题六冷作模具材料与热处理

塑性成形（plasticityforming）

——在外力作用下，金属发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸、组织和力学性能的工件的生产方法，又叫塑性加工或压力加工。常见的塑性成形方法：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。课题六冷作模具材料与热处理1.切削量小，可实现无屑加工；2.产品力学性能好，尺寸精度高；3.自动化程度高，生产率高;4.材料利用率高，产品范围广泛.塑性加工特点:

塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、造船、建筑、包装、航空航天工业部门。

大多数金属和合金均有一定的塑性，可进行各种塑性加工。课题六冷作模具材料与热处理冶金属材料的一般加工过程：

课题六冷作模具材料与热处理1、塑性变形对金属组织结构的影响

1)纤维组织（流线）形成

金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细条状(拉伸时)，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织。

课题六冷作模具材料与热处理2.塑性变形对金属性能的影响

①产生加工硬化

塑性变形对金属性能最重要的影响是造成加工硬化，即随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化，也叫形变强化。在生产中可通过冷轧、冷拔提高钢板或钢丝的强度。

课题六冷作模具材料与热处理加工硬化具有极重要的实际意义

首先，它是一种非常重要的强化手段；

其次，加工硬化有利于金属进行均匀变形；

第三，它可保证金属零件和构件的工作安全性。课题六冷作模具材料与热处理②

产生各向异性

原因：纤维组织及形变织构的形成

沿纤维方向的强度和塑性明显高于垂直方向的

应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大剪应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符，尽量使纤维组织不被切断。

课题六冷作模具材料与热处理③影响金属的物理、化学性能。

使电阻增大，耐腐蚀性降低。

④产生残余内应力

即外力去除后，金属内部会残留下来应力。残余内应力会使金属的耐腐蚀性能降低，严重时可导致零件变形或开裂。退火处理。

残余压应力却可以使承受交变载荷的零件提高其疲劳强度。

表面滚压、喷丸或热处理的方法提高疲劳强度。

课题六冷作模具材料与热处理

金属坯料在上下砧铁间受冲击力或压力而变形，从而获得所需几何形状及内部质量的锻件。一、

自由锻（freeforging）

特点：

工具简单，设备通用性好，适应性强（1kg~300t)，是生产大型锻件的唯一生产方法；

生产率低，锻件精度差，且只能锻形状简单的锻件，适于单件小批生产。分类：手工锻和机器锻设备：空气锤，蒸汽-空气锤，液压机等课题六冷作模具材料与热处理2.自由锻工序

基本工序（镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转、错移）；

课题六冷作模具材料与热处理课题六冷作模具材料与热处理

辅助工序（压钳口、压痕）；

精整工序（整形、校正等）。（1）镦粗（饼类锻件）坯料高度减小而横截面积增大。有：平砧镦粗、局部镦粗和垫环镦粗2.自由锻基本工序课题六冷作模具材料与热处理课题六冷作模具材料与热处理（2）拔长（轴杆锻件）

——坯料横截面积减小而长度增加。

课题六冷作模具材料与热处理（3）冲孔将坯料冲出透孔或不透孔。有实心冲子冲孔（双面冲孔）、空心冲子冲孔、垫环冲孔。课题六冷作模具材料与热处理锻造温度范围：始锻温度（AE线低200℃）——终锻温度（800℃）课题六冷作模具材料与热处理三、板材冲压成形（sheetforming）板料冲压：

利用冲模使板料变形或分离的压力加工方法。一般板料冲压是在再结晶温度以下进行，所以又叫冷冲压。冷冲板料通常厚度不大于4mm。板料冲压特点:

1）可生产形状复杂的零件，材料的利用率高；

2）具有足够的精度和较低的表面粗糙度；互换性好，强度高，刚度好；

3）适应性强,冲压零件可大可小,小的如仪表零件,大的如汽车纵梁和表面覆盖件等；

4）生产率高，每分钟可冲压小件数千，易于实现机械化和自动化。但冲压工艺所用的模具结构复杂，制造成本较高，适合于大批生产。

课题六冷作模具材料与热处理冲压成形产品示例一——日常用品课题六毫冷作模久具材料与纳热处理冲压成形针产品示例隐二——高科技产推品汽车覆叹盖件飞机蒙皮课题六漫冷作模敌具材料与阅热处理冲压用原件材料:塑性好牢的金属,如低碳钢,铜合金,铝合金,镁合金带等.冲压设备：剪床和冲己床冲压基本痛工序：分终离工序和桥变形工序1、分离工固序：坯料在外顽力作用下剃，使其一块部分与另诉一部分互服相分离。（1）冲裁（夜落料和冲锦孔）：坯料按僵封闭轮股廓分离非的工序饼。冲孔：被分离的部部分为废荷料，而周看边是成品婆。落料：被分离的兵部分为成笑品，而周纤边是废料坐。课题六提冷作模木具材料与阔热处理1）冲裁变仁形过程：普通冲怨裁时由腾于间隙富比较大述，冲裁藏分离过冶程不是问纯剪切革状态，锹所以整毕个变形叮过程有班以下三答个阶段需组成，托其最后剩阶段因揉撕裂而忆分离。课题六删冷娃作模具漠材料与臂热处理弹性变形幕阶段:凸模压疏缩板料授，使之就产生局陵部弹性鸡拉伸和心弯曲变悼形，最妄终在工闷件上呈充现出圆没角带。塑性变歇形阶段:当板料变继形区应力赞满足屈服午条件时，选便形成塑抚性变形，扩材料挤入卡凹模，并金引起冷变享形强化。资在工件剪缸断面上表拼现为光亮茶带。此阶药段终了时感，在应力宗集中的刃编口附近出田现微裂纹游，这时冲惠裁力最大蔽。断裂分羽离阶段：随着凸盐、凹模刃枪口的继续黄压入，上无下裂纹延域伸，以至追相遇重合乞，板料被杯分离。这旁一过程在丧工件剪断粱面上产生置一粗糙的尽断裂带。课题六单冷作模隶具材料与啦热处理（2）修整盟：利用肿修整模碎沿冲裁逆件外缘芬或内孔毁刮削一品薄层金司属，切扛掉剪裂恐带及毛蛙刺，以推提高精轿度，降鬼低表面柿粗糙度钥。与切适削加工像相似，撑与冲裁杂不同。外缘修整昼（外形）善，内缘修整牌（内孔）味。（3）切断：康用剪刃或昆冲模将板妹沿不封闭轮翁廓分离的占工序。因剪刃悦安装在剪床上吹，将板梁料切成喷具有一逃定宽度鸡的条料微；冲模安思装在冲床上，虹制取简单历的平板零茄件。课题六翻冷郊作模具巩材料与园热处理2、变形工序历：使坯料的熔一部分相酒对另一部佳分产生位虏移而不破曾裂的工序置为变形工钻序。拉深束、弯曲、以翻边、胀汗形等。（1）拉深蚕（dee恐pf苦orm还ing）利用模具肝使落料后旨得到的平庙板坯料变陈形成开口每空心零件幸的成形工乓序。课题六窗冷作模搬具材料与断热处理（2）弯曲旨（bend低ing）使坯料离的一部腰分相对希另一部善分弯曲匙成一定丈角度的泰工序。最小半径rmin=(0.篇25-1每)S课题六征冷作模偿具材料与渡热处理课题六关冷割作模具奔材料与认热处理（4）翻边在带孔坯缎料的平面泄或曲面部立分上使板移料沿一定这曲线翻成登竖直边缘辈的冲压方沿法。在汽盗拖工业应驻用广泛。分为内孔馅翻边，外石缘翻边，更不变薄翻变边，变薄园翻边。课题六科冷料作模具额材料与照热处理（5）旋压旋压机，怒冲模简单瓶，变形力帅小，但效胞率低。用于空心张回转体的迅中小批量鲁生产或大严型封头。课题六醉冷作模端具材料与狼热处理㈡碳素工搏具钢共有七宅个牌号佛：T7~秘T131、成分析特点：高碳(0.6捉5~1.拴35%C走)随含碳焦量提高占，碳化袭物量增身加，耐蜓磨性提胁高，但统韧性下摸降。碳素工具钢带碳素工具钢材料课题六仙冷作模达具材料与株热处理2、热处辱理及组谊织⑴热舒处理：兔正火+球化退快火+淬火+低温回亦火球化退火垄目的：①降匆低硬度,便于加工;②为淬火查作组织抗准备。⑵使用训状态下的创组织：M回+颗粒状碳慕化物+A’沸(少量)球状珠光懒体T12钢正常淬览火组织课题六愧冷作模科具材料与孔热处理3、用途由于碳铲工钢热救硬性、振淬透性拔差，只全用于制则造小尺则寸的手舱工工具险和低速茧刃具。T7~T版9：制造承冤受冲击的悲工具，如共木工工具量：冲子、拜凿子、锤兰子等。木工凿手锤木工钻课题六待冷异作模具志材料与喜热处理T10之~T1胖1：制造低严速切削工晌具，如钻科头、丝锥暴、车刀等盲。T12~丝式T13：制造耐秃磨工具，砖如锉刀、巴锯条等。丝锥锉刀手锯条钻头课题六古冷颜作模具倍材料与状热处理1、成分特界点：⑴高煎碳：0.75晒~1.5绕%C⑵合金元匠素作用①提高库淬透性:C织r、Mn、Si②提高耐致回火性扇：Si③提高耐狗磨性、槽细化晶夺粒:W、V㈢低合金音工具钢由碳素祖工具钢伸基础上咳加入少刺量合金徐元素(≤3~殃5)形成。低合金工具钢制品课题六越冷作模荷具材料与医热处理2、热处恭理及组纵织同碳素工救具钢，只梳是淬火介斧质为油(碳素工具兆钢为水)。使用状态牧下的组织性为：M回+颗粒状腊碳化物+A’(少量)3、常用该钢号及拿用途应用最多鱼的是9SiC溪r。用于制棕造形状撤复杂、域要求变勺形小的汁低速刃卸具，如肚丝锥、办板牙等.丝锥板牙低合金工具钢扳手课题六银冷彩作模具秧材料与东热处理①9Mn惊2V钢①用途制造碳觉素工具亮钢不能叫满足要绣求的中盒小模具秆，如厚部度小于3mm的弯曲鼻模、成陕形模、捕落料模惰。②锻造工索艺③热处理工伤艺球化退洁火、机茫加工，关然后淬赠火和低害温回火邀。热处理漂后的组威织为回火马氏划体、碳化给物和少量咏残余奥氏手体。课题六乏冷作模芽具材料与歪热处理②GCr月15钢①用途制造精铃度要求拐较高的雀小型尺奋寸落料马模、冷氏挤模、滥成形模悔和搓丝撞模等。②锻造工艺③热处理工盖艺主要为球化退唱火、正含火、淬披火和低温回贷火。球化退火诞目的：不蹲仅是降低街钢的硬度肥，以利于切削加工，更蹲重要的是唤获得细的瞧球状P和均匀帝分布的亦过剩的冰细粒状艰碳化物制，为零形件的最懒终热处辅理做组织准伴备。课题六赠冷作模书具材料与木热处理淬火和低桑温回火GCrl杠5钢的淬直火温度急严格控杂制在820℃一840℃范围内，笔回火温度茫一般为150℃~16后0℃。轴承钢淬纵火回火后雁的组织为极细的回村火M、均匀廊分布的司粒状碳谁化物以否及少量康残余A。③CrWM慢n钢①用途主要用于轮变形要求乱小、形状岂复杂的轻大载冲裁模糠、拉深模类、弯曲模机和翻边模僵等。②锻造工因艺课题六俯冷吩作模具性材料与汽热处理③热处理工渠艺退火、华淬火和威回火。④7CrS芳iMnM腰oV钢①用途制造大型卫、特大型塑弯曲模及壳成形模等仇。②锻造工艺③热处理恐工艺等温退火鲁、淬火和决回火。课题六窝冷作模头具材料与挺热处理①Cr6W月V钢①用途制造力屿学性能至高、能晃经受一桑定冲击天负荷的容模具，渔如冷镦点、冲裁阁、切边歼、搓丝舞模等。②锻造工蒙艺③热处理拆工艺退火、普淬火和吗回火。2.中合金莫冷作模皆具钢课题六菌冷芽作模具混材料与衫热处理②Cr4W哪2MoV钢①用途代替Cr1谱2钢制造梅表面要刘求高硬舱度和高宋耐磨性