模具材料与热处理 课件 项目7 其他模具零件材料与热处理的选用

湖南工业职业技术学院熊建武项目七其他模具零件材料与热处理的选用

项目内容压铸模、热锻模、热挤压模、热冲裁模、玻璃模零件材料及热处理的选用学习目标了解压铸模、热锻模、热挤压模、热冲裁模、玻璃模零件材料及热处理的选用主要知识点压铸模零件材料及热处理的选用热锻模零件材料及热处理的选用热挤压模零件材料及热处理的选用热冲裁模零件材料及热处理的选用玻璃模具零件材料及热处理的选用湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用压铸模是由定模和动模两个主要部分组成的。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进人压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设在其内。压铸模的基本结构，如图7-1所示。7.1.1压铸模的组成与典型结构1.压铸模的组成湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用压铸模通常包括以下结构单元：（l）成形部分在定模与动模合拢后，形成一个构成铸件形状的空腔（成形空腔），通常称为型腔，而构成型腔的零件即为成形零件。（2）模架包括各种模板、座架等构架零件，其作用是将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。（3）导向零件（4）顶出机构（5）浇注系统（6）排溢系统（7）其他零件7.1.1压铸模的组成与典型结构1.压铸模的组成湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用压铸模的结构组成，见表7-1。7.1.1压铸模的组成与典型结构1.压铸模的组成湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用热室压铸机用压铸模的基本结构，如图7-2所示。7.1.1压铸模的组成与典型结构2.压铸模的典型结构：湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用立式冷室压铸机用压铸模的基本结构，如图7-3所示7.1.1压铸模的组成与典型结构2.压铸模的典型结构：1—定模座板；2—传动齿条；3—定模套板；4—动模套板；5—齿轴；6、21—销；7—齿条滑块；8—推板导柱；9—推杆固定板；10—推板导套；11—推板；12—限位垫圈；13、22—螺钉；14—支承板；15—型芯；16—中心推杆；17—成形推杆；18—复位杆；19—导套；20—通用模座；23—导柱；24、30—动模镶块；25、28—定模镶块；26—分流锥；27—浇口套；29—活动型芯；31—止转块湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用卧式冷室压铸机偏心浇口压铸模的基本结构，如图7-4所示。7.1.1压铸模的组成与典型结构2.压铸模的典型结构：湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用压铸模具是在高压（30～150MPa）下将400～16000C的熔融金属压铸成型。成型过程中，模具周期性地经加热和冷却，且受到高速喷入的灼热金属冲刷和腐蚀。因此，模具用钢要求有较高的热疲劳抗力、导热性及良好的耐磨性、耐蚀性、高温力学性能。压铸模具的选材，主要依据浇铸金属的温度以及浇注金属的种类而定。温度越高，压铸模的破坏及磨损也越严重。由于压铸模的各部件在不同条件下服役，受到浇注金属冲击而且磨损较严重，因此对压铸模硬度要求应根据零件的用途以及浇注金属种类的不同而有所区别。例如，对磨损较严重的部件应比那些主要在受热条件下工作的零件，具有更高的硬度。

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理1.压铸模具的工作条件及性能要求湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用压铸模主要零件材料的选用及热处理要求，见表7-3。

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理2.压铸模的材料选择和热处理湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用对于铜合金压铸模镶块材料，国外大多采用3Cr2W8V钢，也有采用附加ω(Co)=2%～5%，或ω(Ni)=2%的钢；对铝镁合金压铸模镶块，大多采用铬钼系热模钢，如美国采用H11、H12、H13，德国的X38CrMoV51，日本采用SKD6和SKD61，俄罗斯采用铬钨系热模钢4Cr5W2VSi。美国、德国、俄罗斯等国压铸模用钢的化学成分及应用范围，分别见表7-4、表7-5、表7-6。

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理3.国外的压铸模用模具钢湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用表7-4美国压铸模用钢的化学成分（质量分数）和用途

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理3.国外的压铸模用模具钢湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用表7-5德国压铸模用钢的钢号、用途以及硬度和强度

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理3.国外的压铸模用模具钢湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用表7-6俄罗斯压铸模零件所采用的钢号

7.1.2压铸模零件材料的选择及热处理3.国外的压铸模用模具钢湖南工业职业技术学院熊建武7.1压铸模零件材料及热处理的选用【实例7-1】图7-5所示为屏蔽盒压铸件简图，材料为YZAlSi12，合金代号为YL102，压铸件未注尺寸精度取IT14级，未注铸造圆角为Rl.5。图7-6所示为屏蔽盒压铸模装配图简图。请根据本书及有关设计手册，选择模具零件材料及热处理。7.1.3压铸模零件材料及热处理选用实例湖南工业职业技术学院熊建武7.2热锻模零件材料及热处理的选用热锻模是在高温下通过冲击力或压力对金属坯料进行热加工成型的模具，热锻模包括锤锻模、压力机锻模、热徽模、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。锤锻模的性能要求主要是：较高强度和良好的韧性，良好的耐磨性和耐冷热疲劳性，由于模具尺寸比较大，应具有高的淬透性7.2.1热锻模的工作条件与性能要求湖南工业职业技术学院熊建武7.2热锻模零件材料及热处理的选用根据热锻模种类、锻模大小、锻模形状复杂程度等情况，锤锻模的选材可参照表7-8，其他热锻模的选材可参照表7-9。7.2.2热锻模零件材料及热处理的选用湖南工业职业技术学院熊建武7.3热挤压模零件材料及热处理的选用锤锻模是在模锻锤上使用的热作热挤压模具是在高温、高压、磨损和热疲劳等恶劣条件下服役的。热挤压模具的工作特点是加载速度较慢，因此，模具所承受的冲击载荷比热锻模小，对冲击韧度与淬透性的要求没有热锻模具钢高。但其工作时与炽热金属接触的时间比热锻模长，受热温度比热锻模高。由于挤压模具经常受到急冷、急热的交替作用，导致的热疲劳损坏更为严重，因此要求挤压模具材料具有很高的室温及高温硬度和热稳定性，有较高的抗氧化能力，以减缓模具磨损失效的发生。

对热挤压模的性能要求主要是：高的热稳定性，良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性，较高的高温强度和足够的韧性7.3.1热挤压模的工作条件与性能要求湖南工业职业技术学院熊建武7.3热挤压模零件材料及热处理的选用选用时，主要应根据被挤压金属种类及挤压温度来决定，另外也应考虑到挤压比、挤压速度和润滑条件对模具使用寿命的影响，热挤压模具的选材可参照表7-10。7.3.2热挤压模零件材料及热处理的选用湖南工业职业技术学院熊建武7.4热冲裁模零件材料及热处理的选用热冲裁模的工作特点是，凸模磨损并不严重，故要求硬度不必过高，有35～40HRC即可；凹模则要求硬度较高，应为43～45HRC，以保证其耐磨性。凹模有整体式及组合式两种。整体式凹模适用于中、小型或简单的切边模；组合式凹模由两块或多块镶块组成，制造工艺简单易行，热处理变形小，不易淬火开裂，也便于调整、更换及修复使用，特别适用于大型及形状复杂的切边模。切边模在工作过程中要承受一定的冲击载荷，在剪切过程中，凹模刃口与毛坯相摩擦，易使刃口磨损变钝，同时还因为金属坯料上的传热而升温，但由于所使用的锻压设备不同，所加工的金属坯料的尺寸不同，使各类热冲裁模的刃口部位所承受的热载荷与机械载荷有很大的区别，其失效形式主要有刃口磨损、崩刃、卷边和断裂等。这就要求热切边模材料应具有高的耐磨性、硬度及热硬性，一定的强韧性以及良好的工艺性能。7.4.1热冲裁模的工作条件与性能要求湖南工业职业技术学院熊建武7.4热冲裁模零件材料及热处理的选用在热作模具中，热冲裁模的工作温度较低，对材料的性能要求也相对较宽。根据热冲裁模的性能要求，几乎所有的热作模具钢均能用于制作热冲裁模。所以在选材时，可着重考虑材料的经济性和生产管理上的方便，推荐使用的有5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4CrSMoSiV1、4CrW2Si和8Cr3钢等。热冲裁模的材料选用，可参照表7-11

7.4.2热冲裁模零件材料及热处理的选用湖南工业职业技术学院熊建武7.5玻璃模具零件材料及热处理的选用1.玻璃模具的类型:7.5.1玻璃模具的工作条件与性能要求玻璃模有以下几种分类方法：（l）按成形方法分，可分为压制模、吹制模和混合成形模。（2）按成形过程分为初型模、成形模。（3）按润滑方式分为敷模（冷模）、热模。（4）按模具结构类别分为不可拆模、可拆模。（5）按模具支承方法分为铰链支承模、夹钳式支承模。湖南工业职业技术学院熊建武7.5玻璃模具零件材料及热处理的选用2.玻璃模具的工作条件与失效形式7.5.1玻璃模具的工作条件与性能要求玻璃模具的工作条件为：（1）模具在玻璃制品成形过程中既限制制品的形状，又是玻璃料热的交换介质，它与高温的玻璃周期性直接接触，玻璃的人模温度为9000C～11000C，出模温度为5000C～6000C，玻璃在模具中的停留时间一般为5～60s。（2）模具在使用时受到循环交替的加热和冷却，造成很大的温差，模具材料内部造成很大的内应力，严重时会导致模具开裂。（3）玻璃模具还承受玻璃介质的腐蚀（4）玻璃模具在成形过程中，玻璃料、碎玻璃会对模具内壁不断磨损，使模具内壁变粗糙，合缝线扩大，影响制品质量。玻璃模具的失效形式有：模具工作表面脱皮、起鳞、热疲劳开裂，模具内壁磨损变粗糙，合缝线扩大、热熔蚀等。湖南工业职业技术学院熊建武7.5玻璃模具零件材料及热处理的选用3.玻璃模具材料的性能要求7.5.1玻璃模具的工作条件与性能要求用于制造玻璃模具的材料必须具备下列条件：（1）材质致密，易于加工，能获得优良的表面粗糙度。（2）化学稳定性好。（3）具有良好的耐热性和热稳定性。（4）应有良好的导热性和高的比热容。（5）要求制模材料的热膨胀系数小，抗热裂性好。（6）应具有较高的粘合温度。（7）具有高的耐磨性能，足够的工作硬度。湖南工业职业技术学院熊建武7.5玻璃模具零件材料及热处理的选用7.5.2玻璃模具零件材料及热处理的选用用制造玻璃模具的材料主要是金属，有时也用