公司常用金属材料特性以及热处理.ppt
关于公司常用金属材料特性及热处理第一张，PPT共三十页，创作于2022年6月 5.1 5.1 模具失效特征模具失效特征一、冷作模具失效特征一、冷作模具失效特征一、冷作模具失效特征一、冷作模具失效特征:斷裂失效斷裂失效斷裂失效斷裂失效/磨損失效磨損失效磨損失效磨損失效/疲勞失效疲勞失效疲勞失效疲勞失效/塑性變形。塑性變形。塑性變形。塑性變形。二、熱作模具失效特征二、熱作模具失效特征二、熱作模具失效特征二、熱作模具失效特征:1.1.熱磨損熱磨損:主要是模具與被加工的紅熱金屬坯料之間的摩擦得不到潤主要是模具與被加工的紅熱金屬坯料之間的摩擦得不到潤主要是模具與被加工的紅熱金屬坯料之間的摩擦得不到潤主要是模具與被加工的紅熱金屬坯料之間的摩擦得不到潤滑，被紅熱的金屬坯料氧化，型腔表面層被回火軟化，而氧化又加劇了磨損滑，被紅熱的金屬坯料氧化，型腔表面層被回火軟化，而氧化又加劇了磨損滑，被紅熱的金屬坯料氧化，型腔表面層被回火軟化，而氧化又加劇了磨損滑，被紅熱的金屬坯料氧化，型腔表面層被回火軟化，而氧化又加劇了磨損,形成無數的摩擦溝痕。形成無數的摩擦溝痕。形成無數的摩擦溝痕。形成無數的摩擦溝痕。2.2.2.2.冷熱疲勞冷熱疲勞冷熱疲勞冷熱疲勞:占失效模具總數的占失效模具總數的占失效模具總數的占失效模具總數的6070%6070%6070%6070%。冷熱疲勞是模具表面經受反復。冷熱疲勞是模具表面經受反復。冷熱疲勞是模具表面經受反復。冷熱疲勞是模具表面經受反復加熱和冷卻所產生的應力引起疲勞的結果。加熱和冷卻所產生的應力引起疲勞的結果。加熱和冷卻所產生的應力引起疲勞的結果。加熱和冷卻所產生的應力引起疲勞的結果。3.3.3.3.腐蝕腐蝕腐蝕腐蝕:在高溫下受到流體金屬的物理和化學作用，在壓鑄模具表面產生的在高溫下受到流體金屬的物理和化學作用，在壓鑄模具表面產生的在高溫下受到流體金屬的物理和化學作用，在壓鑄模具表面產生的在高溫下受到流體金屬的物理和化學作用，在壓鑄模具表面產生的腐蝕腐蝕腐蝕腐蝕-表面平整，棱角變鈍，嚴重影響鑄件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。表面平整，棱角變鈍，嚴重影響鑄件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。表面平整，棱角變鈍，嚴重影響鑄件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。表面平整，棱角變鈍，嚴重影響鑄件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。4.4.4.4.斷裂失效斷裂失效斷裂失效斷裂失效:在壓鑄模當中約占在壓鑄模當中約占在壓鑄模當中約占在壓鑄模當中約占510%510%510%510%左右。左右。左右。左右。5.5.5.5.塌陷塌陷塌陷塌陷 模具在服役過程中，模腔型面變形下塌，使加工零件呎寸超模具在服役過程中，模腔型面變形下塌，使加工零件呎寸超模具在服役過程中，模腔型面變形下塌，使加工零件呎寸超模具在服役過程中，模腔型面變形下塌，使加工零件呎寸超差，從而造成模具失效。差，從而造成模具失效。差，從而造成模具失效。差，從而造成模具失效。第二张，PPT共三十页，创作于2022年6月A A 材質材質 材質錯誤材質錯誤材質錯誤材質錯誤:(1)(1)(1)(1)造成熱處理工藝不當，熱處理后硬度不足造成熱處理工藝不當，熱處理后硬度不足造成熱處理工藝不當，熱處理后硬度不足造成熱處理工藝不當，熱處理后硬度不足;組織過熱、過燒組織過熱、過燒組織過熱、過燒組織過熱、過燒致使工件報廢致使工件報廢致使工件報廢致使工件報廢;(2);(2);(2);(2)影響材質機械性能造成模具過早失效；影響材質機械性能造成模具過早失效；影響材質機械性能造成模具過早失效；影響材質機械性能造成模具過早失效；材料品質差：材料品質差：材料品質差：材料品質差：材質化學成份與標準不相符；材質化學成份與標準不相符；材質化學成份與標準不相符；材質化學成份與標準不相符；成份偏析成份偏析成份偏析成份偏析:嚴重共嚴重共嚴重共嚴重共晶碳化物帶狀、網狀偏析、夾雜、液析等；晶碳化物帶狀、網狀偏析、夾雜、液析等；晶碳化物帶狀、網狀偏析、夾雜、液析等；晶碳化物帶狀、網狀偏析、夾雜、液析等；SKH51試樣中部橫向金相照片(不合格)SLD高倍照片，較完好的魚骨狀共晶碳化物(不合格)SLD共晶碳化物不均勻度1.5級(合格)SKH51共晶碳化物不均勻度2級(合格)第三张，PPT共三十页，创作于2022年6月材質不良開裂案例材質不良開裂案例圖1SLD模板表面開裂照片，裂紋長度 97mm。圖2SLD模板側面照片，存在明顯磨削裂紋。圖3 模板開裂附近金相圖片，共晶碳化物不均勻度為網系5.5級。圖4 模板未開裂處金相圖片，共晶碳化物不均勻度為1.5級。模板開裂的主要原因是材料內部碳化物分布嚴重不均材質不模板開裂的主要原因是材料內部碳化物分布嚴重不均材質不模板開裂的主要原因是材料內部碳化物分布嚴重不均材質不模板開裂的主要原因是材料內部碳化物分布嚴重不均材質不良所致，而磨削工序進給量過大，亦起促進作用。良所致，而磨削工序進給量過大，亦起促進作用。良所致，而磨削工序進給量過大，亦起促進作用。良所致，而磨削工序進給量過大，亦起促進作用。第四张，PPT共三十页，创作于2022年6月B.B.B.B.模具結構設計与熱處理模具結構設計与熱處理模具結構設計与熱處理模具結構設計与熱處理:還須注意其熱處理工藝性，因模具還須注意其熱處理工藝性，因模具還須注意其熱處理工藝性，因模具還須注意其熱處理工藝性，因模具斷面尺寸不均勻，形狀結構不合理斷面尺寸不均勻，形狀結構不合理斷面尺寸不均勻，形狀結構不合理斷面尺寸不均勻，形狀結構不合理(如尖角如尖角如尖角如尖角)等。將促成熱處等。將促成熱處等。將促成熱處等。將促成熱處理加工時。因強大的熱處理應力、組織應力雙重作用，而致理加工時。因強大的熱處理應力、組織應力雙重作用，而致理加工時。因強大的熱處理應力、組織應力雙重作用，而致理加工時。因強大的熱處理應力、組織應力雙重作用，而致使開裂之可能。使開裂之可能。使開裂之可能。使開裂之可能。W/EW/E加工時會打破原有應力平衡，應力重新分配時導加工時會打破原有應力平衡，應力重新分配時導致模板薄弱處發生開裂。致模板薄弱處發生開裂。第五张，PPT共三十页，创作于2022年6月 C.C.熱處理加工操作控制不當熱處理加工操作控制不當 YK30YK30YK30YK30、SKS3SKS3SKS3SKS3模板校變形開裂檢討模板校變形開裂檢討模板校變形開裂檢討模板校變形開裂檢討:熱處理校正時間過長、回火前溫度熱處理校正時間過長、回火前溫度(80)(80)偏低、存偏低、存 在回火不及時之疑點在回火不及時之疑點;材質經質量追溯均存在質量缺陷。材質經質量追溯均存在質量缺陷。材質經質量追溯均存在質量缺陷。材質經質量追溯均存在質量缺陷。SLDSLDSLDSLD結構復雜件加工中開裂異常原因結構復雜件加工中開裂異常原因結構復雜件加工中開裂異常原因結構復雜件加工中開裂異常原因:工件結構不對稱且直角太多；工件結構不對稱且直角太多；工件結構不對稱且直角太多；工件結構不對稱且直角太多；冷卻模式選擇不當且工件出油溫度過低；冷卻模式選擇不當且工件出油溫度過低；冷卻模式選擇不當且工件出油溫度過低；冷卻模式選擇不當且工件出油溫度過低；壓變形時機控制不當；壓變形時機控制不當；壓變形時機控制不當；壓變形時機控制不當；回火不及時及回火入爐溫度過高回火不及時及回火入爐溫度過高回火不及時及回火入爐溫度過高回火不及時及回火入爐溫度過高(450)(450)(450)(450)。裂紋裂紋裂紋裂紋第六张，PPT共三十页，创作于2022年6月基體組織基體組織基體組織基體組織高溫回火燒傷層高溫回火燒傷層高溫回火燒傷層高溫回火燒傷層二次淬火二次淬火二次淬火二次淬火 燒傷層燒傷層燒傷層燒傷層D D 研研磨磨加加工工的的影影響響第七张，PPT共三十页，创作于2022年6月E.E.E.E.線切割線切割線切割線切割(W/E)(W/E)(W/E)(W/E)及放電及放電及放電及放電(EDM)(EDM)(EDM)(EDM)加工的影響加工的影響加工的影響加工的影響:金屬表面快速熔化及凝固，形成硬度、組織及性能異常的金屬表面快速熔化及凝固，形成硬度、組織及性能異常的金屬表面快速熔化及凝固，形成硬度、組織及性能異常的金屬表面快速熔化及凝固，形成硬度、組織及性能異常的變質層變質層變質層變質層,最深可達最深可達0.1mm0.1mm,該變質層模具使用壽命將產生較大影該變質層模具使用壽命將產生較大影該變質層模具使用壽命將產生較大影該變質層模具使用壽命將產生較大影響。響。響。響。模具材料與熱處理網址模具材料與熱處理網址:10.151.7.108/moldsys10.151.7.108/moldsys第八张，PPT共三十页，创作于2022年6月 壓壓 鑄鑄(鎂鎂/鋁鋁/鋅鋅)利用高壓強制將金屬溶液壓入形狀復雜的金屬模內的一种利用高壓強制將金屬溶液壓入形狀復雜的金屬模內的一种精密鑄造方法精密鑄造方法呎寸公差小呎寸公差小;表面精度高表面精度高;較其它鑄造強度高較其它鑄造強度高;大量生產大量生產,節省成本節省成本合金受限制合金受限制;設備費用高設備費用高;鑄件氣密性差鑄件氣密性差 第九张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第五章第五章 壓鑄鎂合金壓鑄鎂合金 1 AZ91D 1 AZ91D特性特性 2 2 鎂合金的優勢鎂合金的優勢 3 3 鎂合金的應用鎂合金的應用 4 4 耐鹽水腐蝕性耐鹽水腐蝕性 5 5 鎂組織形態鎂組織形態 6 6 存在的問題存在的問題第十张，PPT共三十页，创作于2022年6月 1.1 鎂合金特性鎂合金特性 熔液的流動性良好熔液的流動性良好,可以鑄造薄壁之鑄件可以鑄造薄壁之鑄件,但有高溫脆但有高溫脆性性,容易破裂容易破裂,壓鑄性不良壓鑄性不良,若與鋁合金壓鑄件利用同樣的若與鋁合金壓鑄件利用同樣的條件鑄造會形成嚴重的破裂條件鑄造會形成嚴重的破裂;同時因熱膨脹系數大同時因熱膨脹系數大,太高太高模具溫度模具溫度,易在肋部發生表面收縮易在肋部發生表面收縮.由于熔液甚易氧化由于熔液甚易氧化,且接觸空氣會引起燃燒且接觸空氣會引起燃燒,需加以保護需加以保護,防止合金在防止合金在675度以下之氧化度以下之氧化.鎂合金的切削性非常好鎂合金的切削性非常好,可以高速切削可以高速切削 耐蝕不良耐蝕不良,特別是在潮濕空氣及近海之環境為甚特別是在潮濕空氣及近海之環境為甚,故鎂故鎂鑄件必須在壓鑄后施以特別的防護處理鑄件必須在壓鑄后施以特別的防護處理.第十一张，PPT共三十页，创作于2022年6月1.2 AZ91D化學成份化學成份Name AlZnMnFe(max)Cu(max)Si(max)Ni(max)M9.10 0.773 0.251 0.001 0.001 0.01200.001 H8.92 0.783 0.240 0.001 0.001 0.01270.001 Y9.17 0.555 0.227 0.001 0.001 0.02080.001 R9.35 0.744 0.248 0.001 0.001 0.0164 0.001ASTM SPEC.8.59.5Al,0.170.40Mn,0.450.90Zn,0.05maxSi,0.025maxCu,0.001maxNi,0.004maxFe第十二张，PPT共三十页，创作于2022年6月 1.3 AZ91D特性特性第十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月2 鎂合金的優勢鎂合金的優勢Mg與其它金屬材料比較Mg與工程塑膠材料比較比重低(為Al的2/3,Fe的1/4)高剛性及抗撓曲性質地硬,強度較高散熱性佳成形性及加工性良好電磁遮蔽性佳耐蝕性一般 優良吸震性,抗衝擊性及抗疲勞性吸振能力佳 不易磨耗,質感佳韌性高尺寸穩定性及抗潛變性佳技術門檻高回收性佳第十四张，PPT共三十页，创作于2022年6月3 鎂合金的應用領域鎂合金的應用領域範圍範圍實用零組件實用零組件/Applied Parts汽車工業汽車工業散熱器散熱器,輪圈輪圈,儀表板框架儀表板框架,方向盤方向盤,傳動組傳動組件外蓋件外蓋,氣缸頭蓋氣缸頭蓋,離合器及剎車踏板離合器及剎車踏板,外外殼懸吊系統支架殼懸吊系統支架,凸輪箱罩凸輪箱罩,油箱蓋油箱蓋,天窗天窗等等等等。3C 3C 電子產品電子產品 筆記型電腦筆記型電腦,數位音響數位音響(CD/MD),(CD/MD),數位影像數位影像處理機處理機(VCD/DVD),(VCD/DVD),數位相機數位相機,移動電話移動電話,個人數位助理器個人數位助理器(PDA),(PDA),通訊器材通訊器材,資資訊家電訊家電(IA)(IA)產品外殼及零組件產品外殼及零組件等等等等。自行車自行車 車身車身,前叉前叉,輪圈輪圈,踏板及其它關鍵零組件踏板及其它關鍵零組件等等等等第十五张，PPT共三十页，创作于2022年6月範圍實用零組件實用零組件高密封性系統高密封性系統 油壓及氣壓管路元件油壓及氣壓管路元件,幫補外殼幫補外殼,各式閥各式閥,冷氣壓縮機外殼冷氣壓縮機外殼等等。等等。運動休閑器材運動休閑器材 高樂夫球頭高樂夫球頭,釣竿釣竿,弓弓,捕手面罩捕手面罩,直排輪直排輪,滑板車滑板車,健身器材外殼健身器材外殼等等。等等。工業用工具工業用工具 噴槍噴槍,齒輪箱蓋外殼齒輪箱蓋外殼,打釘機打釘機,電鋸電鋸,電鉆電鉆等等。等等。武器系統及醫武器系統及醫療設備療設備 槍枝殼槍枝殼,彈匣彈匣,步兵通訊裝備步兵通訊裝備,高精密儀高精密儀控控,輕量化醫療器材輕量化醫療器材等等。等等。第十六张，PPT共三十页，创作于2022年6月 3C電子產品使用鎂合金的理由電子產品使用鎂合金的理由 強度強度/重量比佳重量比佳,重量輕重量輕,剛性好剛性好 耐沖擊耐沖擊,耐磨耐磨 環保法規要求環保法規要求 耐熱耐熱,散熱性佳散熱性佳 吸振性吸振性,電磁遮蔽性佳電磁遮蔽性佳 產品潮流產品潮流成本適當成本適當 制造技術成術制造技術成術 無可燃性無可燃性4 鎂合金的耐鹽水腐蝕性能鎂合金的耐鹽水腐蝕性能第十七张，PPT共三十页，创作于2022年6月5 鎂鑄造組織鎂鑄造組織6存在的問題存在的問題7 模具壽命模具壽命 生產良率生產良率 化成烤漆異常問題化成烤漆異常問題第十八张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第六章第六章 壓鑄鋁合金壓鑄鋁合金1 1 壓鑄鋁合金之選擇考慮壓鑄鋁合金之選擇考慮機械性質機械性質強度強度/延性及硬度等延性及硬度等 老化對於性質及呎寸穩定性之影響老化對於性質及呎寸穩定性之影響 對於壓鑄過程之適應性對於壓鑄過程之適應性鑄造性鑄造性/流動性流動性/冷卻收縮冷卻收縮等等 低溫及提升溫度后之強度變化低溫及提升溫度后之強度變化 機械加工性機械加工性 拋光拋光/電鍍電鍍/烤漆及其它加工過程之能力烤漆及其它加工過程之能力 抗蝕性抗蝕性 重量及成本重量及成本第十九张，PPT共三十页，创作于2022年6月 壓鑄鋁合金特性壓鑄鋁合金特性熔點低熔點低,減少與模具之溫度差減少與模具之溫度差流動性佳流動性佳,提高壓鑄時之填充能力提高壓鑄時之填充能力熱膨脹系數小熱膨脹系數小,減小收縮減小收縮高溫脆性低高溫脆性低,避免高溫破裂避免高溫破裂與模具親和力低與模具親和力低,避免粘模避免粘模,鐵含量不可太高鐵含量不可太高熔液的氧化少熔液的氧化少,不影響流動性不影響流動性鑄造應變少鑄造應變少,避免產生變形避免產生變形,影響強度影響強度第二十张，PPT共三十页，创作于2022年6月2 2 壓鑄性壓鑄性硅顯著改善流動性硅顯著改善流動性,固溶銅改善機械性質固溶銅改善機械性質/切削性及研磨切削性及研磨性性,鎂強化相鎂強化相,鐵減少粘模鐵減少粘模.第二十一张，PPT共三十页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第七章第七章 壓鑄鋅合金壓鑄鋅合金 1 壓鑄鋅合金及其成份壓鑄鋅合金及其成份壓鑄性能非常良好壓鑄性能非常良好(比鋁合金佳比鋁合金佳);機機械性質佳械性質佳,強度及延展性等也甚佳強度及延展性等也甚佳;表面表面精光好精光好;流動性良流動性良好好,可以壓鑄斷面極薄且形狀復雜之鑄件可以壓鑄斷面極薄且形狀復雜之鑄件;鋅鑄件之尺寸精度也甚高鋅鑄件之尺寸精度也甚高,但鋅鑄件易產生時效但鋅鑄件易產生時效收縮變形收縮變形,而使其尺寸安定性較差而使其尺寸安定性較差.第二十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月3號與號與5號專利鋅合金成份號專利鋅合金成份(其它其它ZA-8,ZA12等等)第二十四张，PPT共三十页，创作于2022年6月 2 合金化原理合金化原理鋁鋁:改善鑄件強度及降低溶鐵度改善鑄件強度及降低溶鐵度.理想含量在理想含量在3.94.3%,若大于若大于4.3%,合金就會變脆合金就會變脆,不易彎曲及鉚接等加工不易彎曲及鉚接等加工,若低於此規定若低於此規定,則壓則壓鑄薄壁件很困難鑄薄壁件很困難,且大鑄件冷卻過程中有可能出現裂痕且大鑄件冷卻過程中有可能出現裂痕.鎂鎂:改善鋅合金中不純物存在而引起的晶粒腐蝕作用改善鋅合金中不純物存在而引起的晶粒腐蝕作用,含量含量多時會降低沖擊強度多時會降低沖擊強度,引起熱脆性引起熱脆性;銅銅:防止晶間腐蝕防止晶間腐蝕,增加強度增加強度,硬度硬度,但若超過規定值但若超過規定值,易使鑄件產易使鑄件產生不穩定之狀況生不穩定之狀況;鉛鉛/鎘鎘/錫錫;不純物不純物,產生晶粒腐蝕產生晶粒腐蝕 鐵鐵:鐵對鋅鐵對鋅鑄件之特性是無害的鑄件之特性是無害的,但堅硬的鋁鐵化合物但堅硬的鋁鐵化合物(FeAl3)過量就會增過量就會增加機械加工和磨光之困難加機械加工和磨光之困難.第二十五张，PPT共三十页，创作于2022年6月物物理理性性能能機機械械性性能能第二十六张，PPT共三十页，创作于2022年6月3 鋅合金的性能鋅合金的性能時效時效第二十七张，PPT共三十页，创作于2022年6月3 鋅合金的性能鋅合金的性能收縮性收縮性第二十八张，PPT共三十页，创作于2022年6月THANKS!第二十九张，PPT共三十页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第三十张，PPT共三十页，创作于2022年6月9/17/2022
