《模具概论》第1章.ppt

第第1 1章章 模具的基本概念模具的基本概念 模具的概念及分类模具的概念及分类1.1模具标准化及标准件模具标准化及标准件 1.2常用模具材料及热处理常用模具材料及热处理 1.3 学习目标学习目标1理解模具的概念理解模具的概念2理解模具的功能和作用理解模具的功能和作用3掌握模具的分类方式掌握模具的分类方式4学会模具的制造特点学会模具的制造特点5了解模具零件的标准化情况了解模具零件的标准化情况6了解常用模具材料的性能了解常用模具材料的性能7学会模具材料的选用学会模具材料的选用8学会常用模具材料的热处理方法学会常用模具材料的热处理方法9学会模具材料的选用学会模具材料的选用1.1 1.1 模具的概念及分类模具的概念及分类1.1.1 模具的概念及作用模具的概念及作用 1模具的概念模具的概念 在工业生产中，用各种压力机和装在在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制成所需形状的零件或制品，非金属材料制成所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。用模具成形制这种专用工具统称为模具。用模具成形制造出来的零件通常称为造出来的零件通常称为“制件制件”。使用模。使用模具生产的产品在日常生活中随处可见，雪具生产的产品在日常生活中随处可见，雪糕和月饼都是由简单的模具制成，糕和月饼都是由简单的模具制成，如图如图1-1所示。再如，日常生活中的塑料制所示。再如，日常生活中的塑料制品，如手机壳、儿童玩具、塑料盆、水杯品，如手机壳、儿童玩具、塑料盆、水杯子、塑料凳等，金属制品有勺子、叉子、子、塑料凳等，金属制品有勺子、叉子、锅、钢盆、电脑零件、汽车零部件、武器锅、钢盆、电脑零件、汽车零部件、武器等，都与模具有着密切的联系。等，都与模具有着密切的联系。（a）雪糕）雪糕 （b）雪糕模具）雪糕模具 图图1-1 雪糕和制作雪糕的模具雪糕和制作雪糕的模具 2模具的功能和作用模具的功能和作用 模具在工业生产中使用极为广泛，采模具在工业生产中使用极为广泛，采用模具生产零部件，具有高效、节材、成用模具生产零部件，具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。业生产的重要手段和工艺发展方向。在工业生产中，产品的更新换代少不在工业生产中，产品的更新换代少不了模具。试制新产品，少不了模具，如果了模具。试制新产品，少不了模具，如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果模具精度不高，产品质量就得不到保证；模具精度不高，产品质量就得不到保证；如果模具结构及生产工艺落后，产品产量如果模具结构及生产工艺落后，产品产量就难以提高。许多现代工业生产的发展和就难以提高。许多现代工业生产的发展和技术水平的高低，直接影响到工业产品的技术水平的高低，直接影响到工业产品的发展。模具是发展和实现切削技术不可缺发展。模具是发展和实现切削技术不可缺少的工具，也是工业生产中应用极为广泛少的工具，也是工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。的主要工艺装备。1.1.2 模具的种类及制造特点模具的种类及制造特点 1模具的分类模具的分类 在工业生产中，模具的用途广泛、种在工业生产中，模具的用途广泛、种类繁多，常见的分类方式有：按模具结构类繁多，常见的分类方式有：按模具结构形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模等。冲模又分为单工序模、复合模、级进等。冲模又分为单工序模、复合模、级进模等；塑料模具可分为单分型面注射模和模等；塑料模具可分为单分型面注射模和双分型面注射型等。按模具使用对象可分双分型面注射型等。按模具使用对象可分为电工模、汽车模、机壳模、玩具模等。为电工模、汽车模、机壳模、玩具模等。按工艺性质划分，冲模分为冲孔模、落料按工艺性质划分，冲模分为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模。塑料模具分为压缩模、拉深模、弯曲模。塑料模具分为压缩模、压注模、注射模、挤出模、吹塑模等。模、压注模、注射模、挤出模、吹塑模等。采用综合归纳法，将模具分为采用综合归纳法，将模具分为10大类，各大类，各大类按其使用对象、材料、功能和模具制大类按其使用对象、材料、功能和模具制造方法，及工艺性质等，再分成若干小类造方法，及工艺性质等，再分成若干小类和品种，如表和品种，如表1-1所示。所示。表1-1模具分类及用途模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质金属板材成形模具冲模冲裁模（少、无废料冲模、整修模、光洁冲模、深孔冲模、精冲模等）、单工序模（冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模、成形模等）、复合冲模、级进冲模、汽车覆盖件冲模、硅钢片冲模、硬质合金冲模、微型冲件用精密冲模使用金属（黑色金属和非黑色金属）板材，通过冲裁模和精冲模，或根据零件不同的生产批量、冲件精度，采用单工序模、复合模或级进模等相应的工艺方法，成形加工为合格的冲件金属体积成形模具粉末冶金成形模具成形模、手动模（实体单向、双向手动压模、手动实体浮动压模）、机动模（大型截面实体浮动压模、极掌单向压模、套类单向、双向压模、浮动压模）、整形模（手动和机动模、径向整形模，带外台阶套类全整形模，带球面件整形模等）、无台阶实体件自动整形模、轴套拉杆式半自动整形模、轴套通过式自动整形模、轴套全整形自动模、带外台阶与外球面轴套自动全整形模等主要用于铜基、铁基粉末制品的压制成形，包括机械零件、电器元件（如触头等）、磁性零件、工具材料、易热零件、核燃料制件的粉末压制成形续表 模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质金属体积成形模具压铸模热压室压机用压铸模、冷压室压机用压铸模、铝合金压铸模、铜合金压铸模、锌合金压铸模、黑色金属压铸模等金属零件产品如汽车、摩托车汽油机缸体，变速箱体等非黑色金属零件（锌、铝、铜），通过注入模具型腔的液态金属，加压成形锻模压力机用锻模、摩擦压力机用锻模、平锻机用锻模、辊锻机用锻模、高速锤机用锻模、开（闭）式锻模、校正模、压边模、切边模、冲孔模、精锻模、多向锻模、胎模、闭塞锻模等，冷镦模、挤压模、拉丝模等采用非黑色金属、黑色金属的板材或棒材、丝材，经锻、墩、挤、拉等工艺成形加工成合格零件、毛坯和丝材铸造金属型模易熔型芯用金属形模、低压铸造用金属形模、金属浇注用金属形模等液态金属或石蜡等易熔材料，经注入模具型腔成形为金属零件毛坯、铸造用型芯、工艺品等续表 模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质非金属材料制品成形模具塑料成形模具塑料注射模（立式、卧式、角式注射机用模具，无浇道模具，电视机壳、录音机壳、洗衣桶壳、汽车保险杠、录像或录音机盒注射模等）、压缩模（含压胶模）、挤塑模（含传递模）、挤出模（异型材、管材、薄膜挤出模）、发泡模、吹（吸）塑模、塑封模、滚塑模等使用热固性和热塑性的塑料，通过注射、压缩、挤塑、挤出、发泡、吹塑和吸塑等成形加工为合格塑件，该塑件也具有板材和体积成形两种成形工艺玻璃制品成形模具注压成形模、吹吹法成形瓶罐模、压吹法成形瓶罐模、玻璃器皿模具等用于玻璃瓶、罐、盒、桶，以及工业产品零件的成形加工橡胶制品成形模具压胶模、挤胶模、注射模、橡胶轮胎模（整体和活络模）、O形密封圈橡胶模等汽车轮胎、O形密封圈及其他零件，与硫化机配套，成形加工为合格的橡胶零件陶瓷模具压缩模、注射模等建筑用的陶瓷构件、陶瓷器皿，及工业生产用陶瓷零件的成形加工通用模具与经济模具组合冲模、薄板冲模、叠层冲模、快换冲模、环氧树脂模、低熔点合金模等适用于产品试制，多品种、少批量生产2 2模具的制造特点模具的制造特点 模具生产制造技术集中了机械加工的模具生产制造技术集中了机械加工的精华，即是机电结合加工，也离不开模具精华，即是机电结合加工，也离不开模具钳工的操作，其特点如下。钳工的操作，其特点如下。（1）模具生产的工艺特点。一套模具）模具生产的工艺特点。一套模具制出后，通过它可以生产出数十万件零件制出后，通过它可以生产出数十万件零件或制品。但是制造模具自身，只能是单件或制品。但是制造模具自身，只能是单件生产。生产。（2）模具制造的特点。）模具制造的特点。模具制造对工人的技术等级要求较高。模具制造对工人的技术等级要求较高。模具生产周期一般较长，成本较高。模具生产周期一般较长，成本较高。制造模具的过程中，同一工序的加工往往制造模具的过程中，同一工序的加工往往内容较多，因而生产效率较低。内容较多，因而生产效率较低。模具在加工中，某些工作部分的位置和尺模具在加工中，某些工作部分的位置和尺寸，应经过试验才能确定。寸，应经过试验才能确定。装配后，模具必须试模和调整。装配后，模具必须试模和调整。模具生产是典型的单件生产，因此，生产模具生产是典型的单件生产，因此，生产工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适应性与规律。应性与规律。1.2.1 模具标准化模具标准化 1模具标准化的意义模具标准化的意义 （1）提高使用性能和质量。）提高使用性能和质量。（2）节约工时和原材料，缩短生产周）节约工时和原材料，缩短生产周期。期。（3）现代化生产技术需要标准化。）现代化生产技术需要标准化。（4）可有效降低生产成本，简化生产）可有效降低生产成本，简化生产管理和减少企业库存，是提高企业经济、管理和减少企业库存，是提高企业经济、技术效益的有力措施和保证。技术效益的有力措施和保证。1.2 1.2 模具标准化及标准件模具标准化及标准件 2模具技术标准及依据模具技术标准及依据 模具技术标准是模具企业必须遵守模具技术标准是模具企业必须遵守的行业或专业规范，也是一种社会规范。的行业或专业规范，也是一种社会规范。自自1983年年9月全国模具标准化技术委员会月全国模具标准化技术委员会成立以来，其组织制订的国家标准和行成立以来，其组织制订的国家标准和行业标准业标准940项，项，300余标准号。一些使用余标准号。一些使用量大、面广的模具基本上都制订了标准。量大、面广的模具基本上都制订了标准。3模具技术标准分类及标准体系模具技术标准分类及标准体系 模具技术标准共分模具技术标准共分4类：模具产品标准类：模具产品标准（含标准零、部件标准等）、模具工艺质（含标准零、部件标准等）、模具工艺质量标准（含技术条件标准等）、模具基础量标准（含技术条件标准等）、模具基础标准（含名词术语标准等）和相关标准。标准（含名词术语标准等）和相关标准。标准体系表是计划与规范性的文件。标准体系表是计划与规范性的文件。模具体系表主要是计划或规划制订的模具体系表主要是计划或规划制订的标准项目及项目系列；是制订模具标准项标准项目及项目系列；是制订模具标准项目年度计划的依据。目年度计划的依据。模具体系表分模具体系表分4层。第层。第1层：模具；第层：模具；第2层：模具类别（层：模具类别（10大类）、模具名称；第大类）、模具名称；第3层：每类模具须制订的标准类别，包括：层：每类模具须制订的标准类别，包括：基础标准、产品标准、工艺与质量标准、基础标准、产品标准、工艺与质量标准、相关标准共相关标准共4类标准的名称；第类标准的名称；第4层：在每层：在每类模具及其标准类别下，列出具体须制订类模具及其标准类别下，列出具体须制订的模具标准项目系列及其名称。的模具标准项目系列及其名称。1.2.2 模具标准件模具标准件 在标准化的基础上，使标准文件中规在标准化的基础上，使标准文件中规定的每项标准均成为社会产品和人的实践定的每项标准均成为社会产品和人的实践行为，即组织生产为标准件，并转化为工行为，即组织生产为标准件，并转化为工业产品，实现商品化，以供企业或用户选业产品，实现商品化，以供企业或用户选购使用。购使用。标准件的生产须具备的条件。标准件的生产须具备的条件。（1）要有一定的生产规模，并能产生）要有一定的生产规模，并能产生规模效益，其效益指标反映在质量和创利规模效益，其效益指标反映在质量和创利两方面。两方面。（2）保证标准件稳定的质量，须采取）保证标准件稳定的质量，须采取措施保证标准件的使用互换性和稳定的可措施保证标准件的使用互换性和稳定的可靠性，因此，标准件生产工艺管理须规范靠性，因此，标准件生产工艺管理须规范和科学，须采用保证高精、高效的生产装和科学，须采用保证高精、高效的生产装备。备。（3）销售服务须完善，其基本条件，）销售服务须完善，其基本条件，在保证一定库存，使用户实现无库存管理，在保证一定库存，使用户实现无库存管理，保证用户定量、定期获得供应。建立合作保证用户定量、定期获得供应。建立合作伙伴关系。伙伴关系。1.3 1.3 模具材料及热处理模具材料及热处理 1.3.1 常用模具材料常用模具材料 模模具具零零件件种种类类繁繁多多，功功能能各各异异，故故选选用用的的材材料料品品种种也也很很多多。随随着着新新材材料料的的不不断断问问世世，模模具具材材料料也也不不断断更更新新。根根据据工工作作条条件件的的不不同同，模模具具材材料料可可分分为为金金属属在在常常温温（冷冷态态）下下成成形形的的材材料料，称称为为冷冷作作模模具具钢钢；在在加加热热状状态态下下成成形形的的材材料料，称称为为热热作作模模具具钢钢。目目前前模模具具所所用用材材料料有有各各种种碳碳素素工工具具钢钢、合金工具钢、铸铁、硬质合金等。合金工具钢、铸铁、硬质合金等。（1）碳素工具钢为高碳钢，含碳量）碳素工具钢为高碳钢，含碳量为为0.7%1.4%，主要牌号有，主要牌号有T7、T7A、T8、T8A、T10、T12、T12A等。这类等。这类钢切削性能良好，淬火后有较高的硬度钢切削性能良好，淬火后有较高的硬度和良好的耐磨性，但其淬透性差，淬火和良好的耐磨性，但其淬透性差，淬火时须急冷，变形开裂倾向大，回火稳定时须急冷，变形开裂倾向大，回火稳定性差，热硬性低。适用于制造尺寸小，性差，热硬性低。适用于制造尺寸小，形状简单的冷作模具。形状简单的冷作模具。（2）合金工具钢是在碳钢的基础上加入）合金工具钢是在碳钢的基础上加入一种或几种合金元素冶炼而成的钢。常用合一种或几种合金元素冶炼而成的钢。常用合金工具钢有低合金工具钢与高合金工具钢。金工具钢有低合金工具钢与高合金工具钢。（3）高速钢目前常用的有钨系高速钢）高速钢目前常用的有钨系高速钢（WC）W18Cr4V和钼系高速钢和钼系高速钢（MoC）W6Mo5 Cr4V2。高速钢具有良好。高速钢具有良好的淬透性，在空气中即可淬硬，在的淬透性，在空气中即可淬硬，在600左左右仍保持高硬度、高强度和良好的韧性、耐右仍保持高硬度、高强度和良好的韧性、耐磨性。高速钢适用于制造冷挤压模、热挤压磨性。高速钢适用于制造冷挤压模、热挤压模。模。（4）铸铁的主要特点是铸造性能好，）铸铁的主要特点是铸造性能好，容易成形，铸造工艺与设备简单。铸铁具容易成形，铸造工艺与设备简单。铸铁具有优良的减震性、耐磨性和切削加工性。有优良的减震性、耐磨性和切削加工性。除灰铸铁可用在制造冲模的上、下模座外，除灰铸铁可用在制造冲模的上、下模座外，还可以代替模具钢制造模具主要工作部分还可以代替模具钢制造模具主要工作部分的受力零件。的受力零件。（5）硬质合金是以金属碳化物做硬质）硬质合金是以金属碳化物做硬质相，以铁族金属作为粘结相，用粉末冶金相，以铁族金属作为粘结相，用粉末冶金方法生产的一种多相组合材料。方法生产的一种多相组合材料。常用硬质合金有钨钴（常用硬质合金有钨钴（YG）、钨钴钛）、钨钴钛（YT）和万能硬质合金（）和万能硬质合金（YW）3类。钨钴类。钨钴类强度较高，韧性好，钨钴钛类则具有较类强度较高，韧性好，钨钴钛类则具有较好的热硬性和抗氧化性。制造模具主要采好的热硬性和抗氧化性。制造模具主要采用钨钴类硬质合金。随着含钴量的增加，用钨钴类硬质合金。随着含钴量的增加，硬质合金承受冲击载荷的能力逐渐提高，硬质合金承受冲击载荷的能力逐渐提高，但硬度和耐磨性下降。因此，应根据模具但硬度和耐磨性下降。因此，应根据模具的工作条件合理选用。硬质合金可用于制的工作条件合理选用。硬质合金可用于制造高速冲模、冷热挤压模等。造高速冲模、冷热挤压模等。（6）无磁模具钢是在强磁场中不被磁）无磁模具钢是在强磁场中不被磁化，与磁性材料没有吸引力。主要用于制化，与磁性材料没有吸引力。主要用于制造压制成形磁性材料和磁性塑料的模具，造压制成形磁性材料和磁性塑料的模具，由于没有磁力，所以便于脱模。无磁模具由于没有磁力，所以便于脱模。无磁模具钢具有稳定的奥氏体组织，其磁导率要求钢具有稳定的奥氏体组织，其磁导率要求等于等于1.051.10（Gs/Oe），具有较高的硬），具有较高的硬度和耐磨性。度和耐磨性。（7）新型模具钢具有较高的韧性、冲）新型模具钢具有较高的韧性、冲击韧度和断裂韧度，其高温强度、热稳定击韧度和断裂韧度，其高温强度、热稳定性及热疲劳性都较好的特点，可提高模具性及热疲劳性都较好的特点，可提高模具的寿命。常用国内外新型模具钢特点及应的寿命。常用国内外新型模具钢特点及应用，如表用，如表1-2所示；国内外合金工具钢牌号所示；国内外合金工具钢牌号对照，如表对照，如表1-3所示；所示；K类与类与G类硬质合金类硬质合金牌号近似对照，如表牌号近似对照，如表1-4所示；碳素工具钢所示；碳素工具钢牌号近似对照如表牌号近似对照如表1-5所示。所示。表表1-2新型模具钢新型模具钢钢钢 号号特点及应用特点及应用3Cr3Mo2V(HM1)高温强度、热稳定型及热疲劳性都较好，用于高速、高载、高温强度、热稳定型及热疲劳性都较好，用于高速、高载、水冷条件下工作的模具，提高模具寿命水冷条件下工作的模具，提高模具寿命5Cr4Mo3SiMnVA1(CG2)冲击韧度高，高温强度及热稳定性好，适用于高温、大载冲击韧度高，高温强度及热稳定性好，适用于高温、大载荷下工作的模具，提高模具寿命荷下工作的模具，提高模具寿命6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)高温强度、热稳定性好，适用于小型热作模具，提高模具高温强度、热稳定性好，适用于小型热作模具，提高模具寿命寿命65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)高强韧性，是冷热作模具钢，提高模具寿命高强韧性，是冷热作模具钢，提高模具寿命6W8Cr4VTi(LM1)6Cr5Mo3W2VSiTi(LM2)高强韧性，冲击韧度和断裂韧度高，在抗压强度与高强韧性，冲击韧度和断裂韧度高，在抗压强度与W18Cr4V钢相同时，高于钢相同时，高于W18Cr4V钢。用于工作在高压钢。用于工作在高压力、大冲击下的冷作模具，提高模具寿命力、大冲击下的冷作模具，提高模具寿命7Cr7Mo3V2Si(LD)高强韧性，用于大载荷下的冷作模具，提高模具寿命高强韧性，用于大载荷下的冷作模具，提高模具寿命续表续表 钢钢 号号特点及应用特点及应用7CrSiMnMoV(CH-1)韧性好，淬透性高，可用于火焰淬火，韧性好，淬透性高，可用于火焰淬火，热处理变形小，适用于低强度冷作模具热处理变形小，适用于低强度冷作模具零件零件8Cr2MnWMoVSi(8Cr2S)预硬化钢，易切削，提高塑料模寿命预硬化钢，易切削，提高塑料模寿命Y55CrNiMnMoV(SM1)预硬化钢，用于有镜面要求的热塑性塑预硬化钢，用于有镜面要求的热塑性塑料注射模料注射模Y20CrNi3A1MnMo(SM2)5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)用于形状复杂、精度要求高、产量大的用于形状复杂、精度要求高、产量大的热塑性塑料注射模热塑性塑料注射模4Cr5Mo2MnVSi(Y10)3Cr3Mo3VNb(HM3)用于压铸铝镁合金用于压铸铝镁合金4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)用于压铸铜合金用于压铸铜合金120Cr4W2MoV用于要求长寿命的冲裁模用于要求长寿命的冲裁模 1模具材料的一般性能要求模具材料的一般性能要求 模具材料的性能包括力学性能、高温模具材料的性能包括力学性能、高温性能、表面性能、工艺性能及经济性能等。性能、表面性能、工艺性能及经济性能等。各种模具的工作条件不同，对材料性能的各种模具的工作条件不同，对材料性能的要求也各有差异。要求也各有差异。（1）对冷作模具要求具有较高的硬度）对冷作模具要求具有较高的硬度和强度，以及良好的耐磨性，还要具有高和强度，以及良好的耐磨性，还要具有高的抗压强度和良好的韧性及耐疲劳性。的抗压强度和良好的韧性及耐疲劳性。1.3.2 模具材料的选用模具材料的选用 （2）对热作模具除要求具有一般常温）对热作模具除要求具有一般常温性能外，还要具有良好的耐蚀性、回火稳性能外，还要具有良好的耐蚀性、回火稳定性、抗高温氧化性和耐热疲劳性，同时定性、抗高温氧化性和耐热疲劳性，同时还要求具有较小的热膨胀系数和较好的导还要求具有较小的热膨胀系数和较好的导热性，模腔表面要有足够的硬度，而且既热性，模腔表面要有足够的硬度，而且既要有韧性，又要耐磨损。要有韧性，又要耐磨损。（3）压铸模的工作条件恶劣，因此，）压铸模的工作条件恶劣，因此，一般要求具有较好的耐磨、耐热、抗压缩、一般要求具有较好的耐磨、耐热、抗压缩、抗氧化性能等。抗氧化性能等。2模具材料选用原则模具材料选用原则 （1）模具材料应满足模具的使用性能）模具材料应满足模具的使用性能要求。要求。（2）模具材料应具有良好的工艺性能。）模具材料应具有良好的工艺性能。（3）模具材料要考虑经济性和市场性。）模具材料要考虑经济性和市场性。常用模具钢的性能和特点，见表常用模具钢的性能和特点，见表1-6。表表1-6 常用模具钢的性能和特点常用模具钢的性能和特点 钢 种性 能 特 点用 途10、20易挤压成形、渗碳及淬火后耐磨性稍好、热处理变形大、淬透性低工作载荷不大、形状简单的冷挤压模、陶瓷模45耐磨性差、韧性好、热处理过热倾向小、淬透性低、耐高温性能差工作载荷不大、形状简单的型腔模、冲孔模及锌合金压铸模T7A、T8A耐磨性差、热处理变形小、淬透性低工作载荷不大、形状简单的冷冲模、成形模T10A、T12A耐磨性稍好、热处理变形大、淬透性低40Cr耐磨性差、韧性好、热处理变形小、淬透性较好、耐高温性能差用于锌合金压铸模9Mn2V、GCr15耐磨性较好、热处理变形小、淬透性较好工作载荷不大、形状简单的冷冲模、胶木模续表续表 钢 种性 能 特 点用 途CrWMn耐磨性较好、热处理变形小、淬透性较好工作载荷较大、形状较复杂的成形模、冷冲模9SiCr用于冲头、拉拔模60Si2Mn韧性好、热处理变形较小、淬透性好用于标准件上的冷镦模Cr12耐磨性好、韧性差、热处理变形小、淬透性好、碳化物偏析严重用于载荷大、形状复杂的高精度冷冲模Cr12MoV耐磨性好、热处理变形小、淬透性好、碳化物偏析比Cr12小用于载荷大、形状复杂的高精度冷冲模、冷挤压模以及冷镦模5CrMnMo、5CrNiMo韧性较好、热处理变形较小、淬透性较好、回火稳定性较好用于热锻模、切边模3Cr2W8V热硬性高、热处理变形小、淬透性较好用于热挤压模、压铸模W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2用于冷挤压模、热态下工作的热冲模 热处理在模具制造中起着重要作用，热处理在模具制造中起着重要作用，无论模具的结构及类型、制作的材料和采无论模具的结构及类型、制作的材料和采用的成形方法如何，都需要用热处理使其用的成形方法如何，都需要用热处理使其获得较高的硬度和较好的耐磨性，及其他获得较高的硬度和较好的耐磨性，及其他综合要求的力学性能。一般说来，模具的综合要求的力学性能。一般说来，模具的使用寿命及其制件的质量，在很大程度上使用寿命及其制件的质量，在很大程度上取决于热处理。取决于热处理。1.3.3 模具热处理模具热处理 1普通热处理普通热处理 普通热处理包括退火、正火、淬火、普通热处理包括退火、正火、淬火、回火等工艺过程。回火等工艺过程。2表面热处理表面热处理 表面热处理主要是化学表面处理法，表面热处理主要是化学表面处理法，包括渗碳、渗氮、渗硼、多元共渗、离子包括渗碳、渗氮、渗硼、多元共渗、离子注入等。注入等。3采用新的热处理采用新的热处理 （4）高温淬火）高温淬火+高温回火：高温淬火可使中高温回火：高温淬火可使中碳低合金钢获得更多的板条马氏体，从而提高模碳低合金钢获得更多的板条马氏体，从而提高模具的强韧性；对于高合金钢，可使更多的合金元具的强韧性；对于高合金钢，可使更多的合金元素溶入奥氏体，提高淬火组织的抗回火能力和热素溶入奥氏体，提高淬火组织的抗回火能力和热稳定性。高温回火又可得到回火索氏体组织，使稳定性。高温回火又可得到回火索氏体组织，使韧性提高，从而提高了模具寿命。韧性提高，从而提高了模具寿命。（5）贝氏体等温淬火：贝氏体或贝氏体）贝氏体等温淬火：贝氏体或贝氏体+少少量回火马氏体具有较高的强度、韧性等综合性能，量回火马氏体具有较高的强度、韧性等综合性能，热处理变形较小，对要求高强度、高韧性、高塑热处理变形较小，对要求高强度、高韧性、高塑性的冷冲模、冷挤模具，可获得较高的寿命。性的冷冲模、冷挤模具，可获得较高的寿命。（6）表面强化：模具表面除化学表面处理法）表面强化：模具表面除化学表面处理法外，还有物理表面处理法及表面覆层处理法。外，还有物理表面处理法及表面覆层处理法。为提高热处理质量，做到硬度合理、为提高热处理质量，做到硬度合理、均匀、无氧化、无脱碳、消除微裂纹，避均匀、无氧化、无脱碳、消除微裂纹，避免模具的偶然失效，进一步挖掘材料的潜免模具的偶然失效，进一步挖掘材料的潜力，从而提高模具的正常使用寿命，可采力，从而提高模具的正常使用寿命，可采用一些新的热处理工艺，如组织预处理、用一些新的热处理工艺，如组织预处理、真空热处理、冰冷处理、高温淬火真空热处理、冰冷处理、高温淬火+高温回高温回火、低温淬火、表面强化等。火、低温淬火、表面强化等。1.3.4 1.3.4 模具材料的检测模具材料的检测 在模具零件进行粗加工之前，应对模在模具零件进行粗加工之前，应对模具毛坯质量进行检测，检验毛坯的宏观缺具毛坯质量进行检测，检验毛坯的宏观缺陷、内部缺陷及退火硬度。对一些重要模陷、内部缺陷及退火硬度。对一些重要模具，还应对材料的材质进行检验，以防止具，还应对材料的材质进行检验，以防止不合格材料进入下道工序。模具工件经热不合格材料进入下道工序。模具工件经热处理后还应进行硬度检查、变形检查、外处理后还应进行硬度检查、变形检查、外观检查、金相检查、力学性能检查等，确观检查、金相检查、力学性能检查等，确保热处理的质量。保热处理的质量。表表1-7为模具热处理检查内容及要求。为模具热处理检查内容及要求。表表表表1-71-71-71-7 模具热处理检查内容及要求模具热处理检查内容及要求模具热处理检查内容及要求模具热处理检查内容及要求 本章小结本章小结 模具具有高效、节材、成本低、保证模具具有高效、节材、成本低、保证质量等优点，是工业生产的重要手段和工质量等优点，是工业生产的重要手段和工艺发展方向。艺发展方向。模具按结构形式分为冲模、塑料模具、模具按结构形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模等。锻模和压铸模等。模具的制造特点是生产制造技术集中模具的制造特点是生产制造技术集中了机械加工的精华，即是机电结合加工，了机械加工的精华，即是机电结合加工，还要配合模具钳工的手工加工。还要配合模具钳工的手工加工。根据工作条件的不同，模具材料可分根据工作条件的不同，模具材料可分为冷作模具钢和热作模具钢及压铸模具钢。为冷作模具钢和热作模具钢及压铸模具钢。模具材料的选用要综合考虑模具的工模具材料的选用要综合考虑模具的工作条件、性能要求、材质、形状和结构。作条件、性能要求、材质、形状和结构。模具的使用寿命及其制件的质量，在模具的使用寿命及其制件的质量，在很大程度上取决于热处理的效果。很大程度上取决于热处理的效果。思考与练习思考与练习 简答题简答题 1简述模具的概念。简述模具的概念。答答:在工业生产中，用各种压力机和装在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制成所需形状的零件或制品，或非金属材料制成所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。这种专用工具统称为模具。3简答模具的作用。简答模具的作用。答答:在工业生产中，产品的更新换代少在工业生产中，产品的更新换代少不了模具。试制新产品，少不了模具，如不了模具。试制新产品，少不了模具，如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果模具精度不高，产品质量就得不到保证；果模具精度不高，产品质量就得不到保证；如果模具结构及生产工艺落后，产品产量如果模具结构及生产工艺落后，产品产量就难以提高。许多现代工业生产的发展和就难以提高。许多现代工业生产的发展和技术水平的高低，直接影响到工业产品的技术水平的高低，直接影响到工业产品的发展。发展。2.简述模具的特点。简述模具的特点。答：答：（1）制件的互换性好。）制件的互换性好。（2）生产效率高。）生产效率高。（3）消耗低、绿色环保。）消耗低、绿色环保。（4）社会效益高。）社会效益高。4简答模具的制造特点。简答模具的制造特点。答答:（1）模具生产的工艺特点。一套模）模具生产的工艺特点。一套模具制出后，通过它可以生产出数十万件零具制出后，通过它可以生产出数十万件零件或制品。但是制造模具自身，只能是单件或制品。但是制造模具自身，只能是单件生产。件生产。（2）模具制造的特点。）模具制造的特点。模具制造对工人的技术等级要求较模具制造对工人的技术等级要求较高。高。模具生产周期一般较长，成本较高。模具生产周期一般较长，成本较高。制造模具的过程中，同一工序的加工往往制造模具的过程中，同一工序的加工往往内容较多，因而生产效率较低。内容较多，因而生产效率较低。模具在加工中，某些工作部分的位置和尺模具在加工中，某些工作部分的位置和尺寸，应经过试验才能确定。寸，应经过试验才能确定。装配后，模具必须试模和调整。装配后，模具必须试模和调整。模具生产是典型的单件生产，因此，生产模具生产是典型的单件生产，因此，生产工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适应性与规律。应性与规律。5简答模具材料的一般性能要求。简答模具材料的一般性能要求。答：（答：（1）对冷作模具要求具有较高的硬度和强度，）对冷作模具要求具有较高的硬度和强度，以及良好的耐磨性，还要具有高的抗压强度和良好的韧以及良好的耐磨性，还要具有高的抗压强度和良好的韧性及耐疲劳性。性及耐疲劳性。（2）对热作模具除要求具有一般常温性能外，还要）对热作模具除要求具有一般常温性能外，还要具有良好的耐蚀性、回火稳定性、抗高温氧化性和耐热具有良好的耐蚀性、回火稳定性、抗高温氧化性和耐热疲劳性，同时还要求具有较小的热膨胀系数和较好的导疲劳性，同时还要求具有较小的热膨胀系数和较好的导热性，模腔表面要有足够的硬度，而且既要有韧性，又热性，模腔表面要有足够的硬度，而且既要有韧性，又要耐磨损。要耐磨损。（3）压铸模的工作条件恶劣，因此，一般要求具有）压铸模的工作条件恶劣，因此，一般要求具有较好的耐磨、耐热、抗压缩、抗氧化性能等。较好的耐磨、耐热、抗压缩、抗氧化性能等。6简述模具材料选用原则。简述模具材料选用原则。答：（答：（1）模具材料应满足模具的使）模具材料应满足模具的使用性能要求。用性能要求。（2）模具材料应具有良好的工艺性能。）模具材料应具有良好的工艺性能。（3）模具材料要考虑经济性和市场性。）模具材料要考虑经济性和市场性。