热加工模具的材料选择及热处理fptj.docx

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1、热加工模模具的材材料选择择及热处处理随着社会会的发展展，科学学的发展展，热加加工用模模也有了了很迅速速的发展展。本毕毕业设计计从理论论与实践践的角度度对热加加工模模模具进行行阐述，针针对热加加工模用用料及热热处理进进行分析析，从以以下几方方面进行行论述：热加工类类模具用用钢的材材料分析析热加工模模是工业业产品生生产中不不可缺少少的工艺艺方法之之一。它它主要用用于制造造业和加加工业。它它是和冲冲压、锻锻造、铸铸造成型型机械，同同时和塑塑料、橡橡胶、陶陶瓷等非非金属材材料制品品成型加加工用的的成形机机械相配配套，作作为成形形工具来来使用的的。热加工模模具属于于精密机机械产品品，因为为它主要要由机械

2、械零件和和机构组组成，如如成形工工作零件件（凸模模、凹模模），导导向零件件（导柱柱、导套套等），支支承零件件（模座座等），定定位零件件等；送送料机构构，抽芯芯机构，推推料机构构，检测测与安全全机构等等。为提高模模具的质质量，性性能，精精度和生生产效率率，缩短短制造周周期，其其零、部部件（又又称模具具组合），多多由标准准零、部部件组成成。所以以，模具具应属于于标准化化程度较较高的产产品。一一副中小小型冲模模或塑料料注射模模，其构构成的标标准零、部部件可达达90%，其工工时节约约率可达达25%455%。一、热加加工用模模模具的的功能和和作用现代产品品生产中中，热加加工模具具由于其其加工效效率高，互

3、互换性好好，节约约原材料料，所以以得到很很广泛的的应用。现代工业业产品的的零件，广广泛采用用冲击、成成型锻造造、压铸铸成形、挤挤压成形形、塑料料注射或或其他成成形加工工方法，和和成形模模具相配配套，经经单工序序或多道道成形工工序，使使材料或或胚料成成形加工工成符合合产品要要求的零零件，或或成分精精加工前前的半成成品件。如如汽车覆覆盖件，须须采用多多副模具具，进行行冲孔、拉拉深、翻翻边、弯弯曲、切切边、修修边、整整形等多多道工序序，成形形加工为为合格零零件；电电视机外外壳洗衣衣机内桶桶是采用用塑料注注射方法法，经一一次注射射成型为为合格零零件的；发动机机的曲轴轴连杆是是采用锻锻造成形形模具，经经

4、滚锻和和模锻成成形加工工为精密密机械加加工前的的半成品品胚件的的。高精度、高高效率、长长寿命的的冲模、塑塑料注射射成形模模具，可可成形加加工几十十万，甚甚至几千千万产品品零件，如如一副硬硬质合金金模具，可可冲压硅硅钢片零零件（EE型片、电电机定转转子片）上上亿件，称称这类模模具为大大批量生生产用模模具。适用于多多品种、少少批量或或产品试试制的模模具有：组合冲冲模、快快换冲模模、叠层层冲模或或成型冲冲模，低低熔点合合金成型型模具等等，在现现代加工工业中，具具有重要要的经济济价值，称称这类模模具为通通用、经经济模具具。电子、计计算机、现现代通信信器材与与设备，电电器、仪仪器与仪仪表等工工业产品品的

5、元器器件或零零、部件件越来越越趋于微微型化、精精密化，其其零件机机构设计计中的槽槽、缝、孔孔尺寸要要求在00.3mmm以下下，批量量生产用用模具要要求很高高。如高高压开关关中的多多触点零零件，宽宽度仅为为10mmm，却却需冲孔孔、冲槽槽、弯曲曲、三层层叠压等等工序，模模具需设设计为770工位位的精密密级进行行冲模。又又如，BBP机中中零件尺尺寸及其其微小，对对模具的的要求更更高。这这类微型型冲件和和塑件用用的模具具，以成成为高技技术模具具或专利利型模具具。大型模具具，重量量在100t以上上的已很很常见，有有些模具具重量已已达300t。如如大型汽汽车覆盖盖件冲模模，大型型曲轴锻锻模，大大尺寸电电

6、视机外外壳用塑塑料注射射模等重重量都在在10tt以上。随着现代代化工业业和科学学技术的的发展，模模具的应应用越来来越广泛泛，其适适应性也也越来越越强。已已成为工工业国家家制造工工艺水平平的标志志和独立立的基础础工业体体系。另外，采采用模具具进行成成形加工工，是少少，无切切削的主主要工装装，在大大批、大大量加工工中，可可使材料料利用率率达900%或以以上。二、热加加工模具具分类及及用途热加工模模具的用用途广泛泛，模具具的种类类繁多，科科学的进进行模具具分类，对对有计划划的发展展模具工工业，系系统的研研究、开开发模具具生产技技术，促促进模具具设计，制制造技术术的现代代化，充充分发挥挥模具的的功能和

7、和作用；对研究究、制订订模具技技术标准准，提高高模具标标准化水水平和专专业化协协作生产产水平，提提高模具具生产效效率，缩缩短模具具的制造造周期，都都具有十十分重要要的意义义。总体上说说热加工工模具可可分为三三大类：金属板板材料成成型模具具，如冲冲模等；金属体体积成型型模具，如如锻（镦镦、挤压压）模，压压铸模等等；非金金属材料料制品用用成型模模具，如如塑料注注射模和和压缩模模，橡胶胶制品，陶陶瓷制品品用成型型模具等等。三、热加加工模具具材料的的作用和和地位随着模具具工业的的迅速发发展，对对模具的的使用寿寿命、加加工精度度等提出出了更高高的要求求。模具具材料性性能的好好坏和使使用寿命命的长短短，将

8、直直接影响响加工产产品的质质量和生生产的经经济效益益。而模模具材料料的种类类、热处处理工艺艺、表面面处理技技术是影影响模具具使用寿寿命的极极其重要要的因素素，所以以世界各各国都在在不断的的研究和和开发新新型模具具材料，改改进模具具的热处处理工艺艺，选用用适当的的表面处处理技术术，合理理的设计计模具结结构加强强对模具具的维护护等措施施，来稳稳定和提提高模具具的使用用寿命，防防止模具具的早期期失效。模具材料料的使用用性能将将直接影影响模具具的质量量和使用用寿命。模模具材料料的工艺艺性能将将主要影影响模具具加工的的难易程程度、加加工质量量和生产产成本。为为此，应应合理选选择模具具材料，改改进热处处理

9、工艺艺和表面面处理工工艺，大大力推广广模具生生产中的的新材料料、新工工艺和新新技术。四、热加加工模具具材料与与模具寿寿命为了提高高生产效效率，提提出毛胚胚精度和和材料利利用率，采采用和发发展少、无无切削新新工艺、新新设备，对对模具提提出了向向精密、多多型腔、高高寿命方方向发展展的要求求，模具具寿命的的提高，最最根本的的办法是是采用高高性能的的模具材材料。尽尽管影响响模具寿寿命的因因素是多多方面的的，但模模具材料料的选用用是一个个很重要要的因素素。60年代代以来，我我国研制制出不少少适合我我国特点点的新型型高效模模具钢，如如热作模模具钢中中的3CCr3MMo3WW2V、55Cr44W5MMo2V

10、V、4CCrMnnSiMMoV、44Cr22NiMMoV、55Cr44Mo33SiMMnVAA1等，冷冷作模具具钢中的的6Crr4W33Mo22VNbb、7CCr7MMo3VV2Sii、7CCrSiiMnMMoV、66CrNNiMnnSiMMoV等等新钢种种的采用用，均获获得提高高模具寿寿命倍数数的效果果。如冷冷作模具具钢选用用6Crr4W33Mo22VNbb（655Nb）代代替T110、CCr122MoVV、W66Mo55Cr44V2等等制作多多工位冷冷镦机用用的内六六角凸模模、十字字槽光凸凸模、螺螺栓切边边模、冷冷镦螺栓栓顶模、钢钢板弹簧簧冲孔凸凸模、螺螺栓平圆圆头冲模模、圆环环冷冲模模等

11、；热热作模具具钢选用用3Crr3Moo3W22V（HHM1）代代替3CCr2WW8V钢钢等制作作轴承套套圈的热热冲压凸凸模和凹凹模、连连杆辊锻锻成形模模、小型型机锻模模等都显显著提高高了模具具寿命，因因此作为为模具工工作者包包括模具具设计人人员，首首要任务务是正确确选用并并合理使使用模具具材料，以以保证模模具的正正常使用用寿命。五：常用用金属的的线膨胀胀系数及及收缩率率线膨胀系系数表示示摄氏温温度升高高一度时时单位材材料的尺尺寸变化化。表11是一些些金属的的线膨胀胀系数。收缩率是是指由热热加工温温度至室室温这段段温度区区间内单单位长度度金属材材料的尺尺寸变化化，它与与材料的的线膨胀胀系数和和热

12、加工工温度两两者有关关。模膛设计计时，需需要考虑虑工件的的收缩率率，精密密加工时时还需考考虑模具具的热胀胀冷缩问问题。热加工时时刚料的的收缩率率一般去去1.221.5%，而而对细长长的杆类类件，扁扁薄的工工件，冷冷却快或或打击次次数多热热加工温温度低的的工件收收缩率取取0.881.2%；带大头头的长杆杆锻件，头头部和杆杆部的冷冷缩塑料料件一般般取（00.30.55）%。铝铝合金为为（0.811.0）%，镁合合金为00.8%，钛合合金为（00.50.77）%，铜铜合金为为（1.011.3）%。 表1金金属的膨膨胀系数数金属种类类FeAlMgCuNiTi膨胀系数数x100（11/）11.7723.

13、992616.5513.668.5六：常用用金属的的变形抗抗力金属的变变形力s也称称真实应应力或流流动应力力。对于于理想塑塑性材料料，变形形抗力等等于材料料的屈服服极限；对于塑塑性硬化化材料，变变形抗力力等于考考虑了变变形硬化化后的屈屈服极限限。在热热锻温度度下，变变形抗力力还可以以用强度度极限b表示示。通常常金属的的变形抗抗力与材材料的化化学成分分、组织织、变形形温度，应应变速率率及变形形程度等等有关，可可表达如如下 ss=（TT，11，22，x）式中 T变形形温度；1变形程程度；2应变速速率； x材料的的物理化化学性质质。通常变形形抗力随随温度的的升高而而降低，应应变速率率增大时时，变形形

14、抗力增增大，温温度升高高，这种种现象越越明显。变变形程度度对变形形抗力的的影响有有两种情情况，某某些材料料随变形形程度增增加，变变形抗力力不断增增大；而而有些材材料，在在某一温温度下，在在某一变变形程度度前，变变形抗力力随变形形程度的的增加而而增大，但但超过该该变形程程度后，由由于动态态恢复和和动态再再结晶进进行迅速速，随变变形程度度增大时时，变形形抗力逐逐渐减小小。一般般地讲，当当变形温温度高于于再结晶晶温度时时，由于于形变硬硬化的现现象不明明显，应应变速率率的影响响大，变变形程度度的影响响小；而而变形温温度低于于再结晶晶温度时时，变形形程度的的影响较较大，应应变速率率的影响响较小。举例说明

15、明：热锻锻模具钢钢的合理理选用1、热锻锻模具钢钢的性能能要求：（1）高高的冲击击韧度和和断裂韧韧度：对对锤锻模模具钢，冲冲击韧度度应大于于或等于于30JJ/22，冲击击韧度是是锻模钢钢的基本本性能。为为阻止或或延缓裂裂纹扩展展而导致致模具断断裂，还还需要锻锻模钢必必须具有有高的断断裂韧度度。（2）高高的高温温硬度及及高温强强度：为为防止热热锻模发发生早期期磨损及及变形，模模具钢应应具有较较高的高高温硬度度和高温温强度。（3）高高的淬火火性：热热锻模尺尺寸较大大，要求求模具整整个截面面力学性性能均匀匀一致，如如果心部部未淬透透，则可可能形成成贝氏体体或其他他组织，导导致模具具早期断断裂。（4）高

16、高的热疲疲劳抗力力：若导导热性好好，热胀胀系数小小，则热热疲劳抗抗力高，可可以延缓缓热疲劳劳裂纹的的产生。（5）较较高的回回火稳定定性：防防止模具具在高温温服役中中被继续续回火，导导致硬度度下降而而影响耐耐磨性。（6）良良好的工工艺性能能及抗氧氧化性能能。2、热锻锻模具用用钢及合合理选材材：重型机械械厂或钢钢厂生产产的其它它锻模钢钢有：55CrNNiTii、4SSiMnnMoVV及5SSiMnnMoVV、5CCrNiiW、55CrNNiMooV等，国国外进口口锻模钢钢有555CrNNiMooV6等等。机械压力力机模块块用钢钢钢号为：4Crr5MooSiVV1（HH13）、44Cr55MoSSi

17、V、44Cr33W2VVsi、33Cr33Mo33W2VV、5CCr4WW5Moo2V，应应用较好好的其它它钢号44Cr33Mo33W4VVNb、22Cr33Mo33VNbb、2CCr3MMo2NNiVSSi；国国外进口口锻模钢钢有YHHD3等等，压力力机热锻锻的特点点是成行行速度慢慢，单件件滞模时时间长（约约366s），因因此，模模腔表面面温升高高，瞬时时温度可可达约7700。冷却却及润滑滑条件较较好时，温温度可能能偏低一一些，但但也会达达到5000左左右，这这也超过过了5CCrNiiMo、55CrMMnMoo模块的的回火温温度，从从而导致致模具早早期磨损损，压塌塌等失效效。因此此，需要要选

18、用耐耐热性较较高的高高强韧性性模具钢钢制作压压力机模模具。表表2列出出了锤锻锻模用钢钢的选择择，可供供选材参参考。 表表2 锤锤锻模用用钢的选选择模具类型型钢的选用用小型5CrMMnMoo、5CCrNiiTi、55SiMMnMooV、44SiMMnMooV、66SiMMnMooV中型5CrMMnMoo、5CCrNiiTi、55SiMMnMooV、44SiMMnMooV、66SiMMnMooV大型5CrNNiMoo、5CCrNiiW、55CrNNiTii、5CCrMnnMoSSiV特大型5CrNNiMoo、5CCrNiiW、55CrNNiTii、5CCrMnnMoSSiV堆焊锤锻锻模5Cr22M

19、nMMo压力机锻锻模（大大尺寸）5CrNNiMoo、5CCr2NNiMooVSii通常中、小小型压力力机锻模模可选用用3Crr2W88V、44Cr55MoSSiV11、4CCr5MMoSiiV及33Cr3Moo型热作作模具钢钢、5CCr4WW5Moo2V、44Cr33Mo33W4VVNb钢钢等。目目前应用用较多的的是：33Cr22W8VV、4CCr5MMoSiiV1钢钢。对锤锻模模尚有如如下分类类方法：小型：吨吨位小于于1t，高高度小于于2755mm；中型：吨吨位13t，高高度27753325mmm；小型：吨吨位46t，高高度32253375mmm；特大型：吨位大大于6tt，高度度在3775m

20、mm以上。现就我公公司所采采用的热热锻模材材料分析析如下： H133：化学学成份（%） （国标标GB112999855）e0.320.445 Si0.88011.200 Mn0.22000.500Cr44.7555.50 Mo1.11011.755 VV0.801.220S、P0.0033Cr22W8VV：属莱莱氏体钢钢，在高高温下有有较高的的硬度，但但其韧性性和塑性性较差，淬淬透性中中等，截截面厚度度800mm可可淬透；此钢相相变温度度较高，耐耐热疲劳劳性良好好。用于于作高温温、高应应力但不不受冲击击载荷的的凸模、凹凹模，如如平锻机机上的凹凹凸模、镶镶块、铜铜合金挤挤压模、压压铸用模模具；还

21、还可作高高温下工工作的热热剪切刀刀等。热加工用用模的热热处理第一，热热作模材材料及热热处理热作模具具主要用用于高温温条件下下的金属属成形，使使加热的的金属或或液态金金属获得得所需要要的形状状，按用用途分为为热锻模模、热镦镦模、热热挤压模模、压铸铸模和高高速成形形模具等等。通常常在反复复受热和和冷却的的条件下下工作，变变形加工工的时间间越长，受受热就越越严重。模模具表面面温升常常达30007700之间，要要求有较较高的热热强性、热热疲劳性性和韧性性，常选选用中碳碳（wcc=0.3%0.66%）合合金钢来来制作。一、低耐耐热高韧韧性热作作模具钢钢及热处处理这类钢主主要用于于各种尺尺寸的锤锤锻模、平

22、平锻机锻锻模、大大型压力力机锻模模等，是是在高温温下通过过冲击加加压强迫迫金属成成形的工工具，锻锻模形腔腔与炽热热的工件件表面回回产生剧剧烈摩擦擦。由于于在锻造造过程中中，模具具型腔表表面与被被加热到到很高温温度的锻锻胚接触触，使模模具表面面常升温温到30004400C，有有时局部部可达55006000C。锻锻模的截截面较大大而型腔腔形状复复杂，因因此要求求钢具有有一定的的高温强强度和良良好的冲冲击韧度度，高的的硬度与与耐磨性性、耐热热疲劳性性好、淬淬透性大大，并具具有良好好的导热热性以利利于散热热，避免免型腔表表面温度度过高而而降低力力学性能能，此外外还应具具有良好好的工艺艺性和抗抗氧化性性

23、。为了满足足上述性性能，高高韧性热热作模具具钢中不不能含有有太高的的碳及碳碳化物形形成元素素，碳的的质量分分数应控控制在00.3%0.5%，同同时加入入少量的的Cr、MMo、VV、Nii、Mnn、Sii等以提提高淬透透性及热热强性，加加入少量量的Moo、W有有助于消消除高温温回火脆脆性。常常用的高高韧性热热作模具具钢有55CrNNiMoo、5CCrMnnMo、44CrMMnSiiMoVV三种，试试用的有有5Crr2NiiMoVV、455Cr22NiMMoV等等。二、中耐耐热韧性性热作模模具钢及及热处理理 许多热挤挤压模、热热镦锻模模、精锻锻模以及及锻压机机、高速速锤上的的模具等等都是在在繁重的

24、的条件下下工作的的。这些些模具工工作时需需较长时时间与被被加工的的金属相相接触，受受热温度度往往比比锤锻模模具要高高，特别别是当加加工黑色色金属及及难熔金金属时。这这类模具具尽管尺尺寸不是是很大，但但承受着着教高的的应力，挤挤压比大大的模具具和细长长的心棒棒承受的的应力更更高。所所以要求求具有高高的热稳稳定性，比比较高的的高温强强度和耐耐热疲劳劳性以及及高的耐耐磨性。中等耐磨磨性韧性性钢，主主要有55%的铬铬（质量量分数）型型热作模模具钢和和铬钼系系热作模模具钢，含含有较多多的铬、钼钼、钒等等碳化物物形成元元素，其其韧性及及耐热性性介于高高韧性及及高热强强性热作作模具钢钢之间。以含5%铬的铬铬

25、系热作作模具钢钢中的HH13为为例。HH13钢钢（4CCr5MMoSiiV1）HH13钢钢是国际际上广泛泛应用的的一种空空冷硬化化型热作作模具钢钢，即美美国钢号号为ASSTM13，日日本钢号号为JIISSSKD661，我我国在“八八五”期期间将HH13钢钢列为国国家重点点推广的的钢种，目目前国内内已经有有多家钢钢厂在生生产。H13比比H111钢的钒钒含量高高其质量量分数一一般在11%左右右，热强强性和热热稳定性性高于HH11钢钢，具有有较高的的韧性和和耐冷热热疲劳性性能。不不易扩展展（KIIKKIC。可可以制作作热锻模模或模腔腔温升不不超过6600的压铸铸模。H13钢钢的临界界点：AAC1为8

26、853；ACC3为9912；MSS为3110。（1） 锻造：锻锻造工艺艺参数与与H111钢相同同，但考考虑到其其内部存存放着严严重的碳碳化物偏偏析，要要求锻造造比大于于4，以以破碎亚亚稳定的的共晶碳碳化物。（2） 退火：等等温退火火加热到到8000，保保温2hh，降温温至7550等等温24h，炉炉冷到5500出炉空空冷，硬硬度为11922299HBSS，锻后后必须立立即进行行球化退退火。（3） 淬火和回回火：HH13钢钢与H111钢的的不同之之处在于于淬火前前需经二二次预热热，然后后加热到到10220110500，油油淬的硬硬度为553555HRRC；也也可以采采用空淬淬或分级级淬火，经经56

27、006330回回火，可可获得硬硬度400500HRCC。H113钢的的回火或或化学热热处理温温度同样样要避开开5000，但但不宜超超过6550。三、高耐耐热热作作模具钢钢及热处处理高耐热热热作模具具钢主要要用于较较高温度度下工作作的热顶顶锻模具具、热挤挤压模具具、铜及及黑色金金属的压压铸模具具、压力力机模具具等。其其中压力力铸造是是在高的的压力下下，使熔熔融的金金属挤满满型腔而而压铸成成行，在在工作过过程中模模具与炽炽热金属属接触，因因此要求求具有较较高的回回火抗力力及热稳稳定性。属于此类类的钢中中应用得得较多较较早的有有3个钢钢号：33Cr22W8VV、5CCr4WW5Moo2V（RRM22

28、）、55Cr44Mo33SiMMnVAA1（0012AA1）钢钢。另外外还有几几个试用用的较好好的钢号号：4CCr3MMoW44VNbb（GBB）、66Cr44Mo33Ni22WVCC（CGG2）、44Cr33Mo22NiVVNbBB（HDD）、奥奥氏体耐耐热钢等等。这类类钢的钨钨、钼含含量较高高，比前前两类热热作模具具钢在高高温下有有更高的的强度、硬硬度和耐耐磨性，组组织稳定定性好，但但其韧性性和抗热热疲劳性性能不及及低耐热热韧性热热作模具具钢。1、热锻锻模具钢钢的锻造造（1）工工艺要点点：关键键是始锻锻、终锻锻温度、锻锻造比及及具体操操作（2）锻锻造温度度范围：钢的始始锻温度度与终锻锻温度

29、之之间的间间隙称为为锻造温温度范围围，锻造造温度范范围越宽宽，钢的的锻造性性能越好好。始锻锻温度高高，有利利于变形形及焊合合钢锭内内部的孔孔隙缺陷陷，化学学成分均均匀性也也会很好好；但是是温度高高会使晶晶粒变粗粗，影响响钢的力力学性能能。终锻锻温度高高不易锻锻裂。因因为过低低的终锻锻温度可可能使锻锻件心部部形成十十字裂纹纹，但终终锻温度度过高，会会使晶粒粒继续长长大而形形成粗晶晶。（3）锻锻造比：钢锭中中不可避避免的存存在疏松松、偏析析、树枝枝状结晶晶、非金金属夹杂杂物组织织与成分分的不均均匀性等等缺陷，这这些缺陷陷随着锭锭模尺寸寸的增加加热越趋趋严重。为为消除疏疏松，树树状结晶晶和打碎碎共晶

30、碳碳化物，必必须保证证一定的的锻造比比。锻造比的的计算公公式是YY总=Y1+Y2+Y3+式中Y11、Y2、Y3分别别是镦粗粗比或拔拔长比 Y=H/hh或Y=L/ll其中H：镦粗前前毛胚高高度； L：拔长长后毛胚胚长度；h：镦粗粗后毛胚胚高度；l：拔长长前毛胚胚长度。较小的钢钢锭冷却却条件好好，钢锭锭内部组组织较致致密，铸铸造缺陷陷不太严严重。因因此，在在保证锻锻造比的的条件下下应尽量量采用小小尺寸钢钢锭。在在热作模模具钢中中，为改改善等向向性能，一一般规定定锻造比比大于44。（4）操操作：锻锻造下料料方法一一般有两两种，即即热切和和冷切下下料。热热切是先先行拔长长再热切切出胚料料，逐个个镦粗和

31、和精锻，但但是应注注意拔长长后的截截面尺寸寸及高度度与成品品尺寸有有一定关关系，否否则会镦镦弯。冷冷切下料料是先用用锯床切切断，再再逐一锻锻制成成成品。为为提高锻锻模质量量和模块块内部的的致密性性，采用用扁长镦镦拔，大大压下量量的锻造造工艺可可获得良良好结果果。具体操作作中关键键是控制制好升温温速度，锻锻造温度度及变形形量。升升温要求求不能过过快，各各部分加加热要均均匀，防防止过热热及过烧烧；停锻锻温度不不能太低低，以防防心部裂裂纹；锻锻打时应应轻重重轻，即即先轻后后重再轻轻打，一一次变形形量不能能太大；锻后要要求缓冷冷，尤其其是高合合金、淬淬透性较较好的模模具钢更更应注意意缓冷。四、特殊殊用

32、途的的热作模模具钢及及热处理理随着工业业技术的的日益发发展，出出现了各各种新的的热加工工方法，对对模具工工作温度度的要求求更高，工工作条件件也更加加苛刻。为为此，各各种高速速钢、奥奥氏体耐耐热钢、高高温合金金、难熔熔合金等等，都被被用于制制造模具具。第二，热热锻模具具钢的热热处理热锻模具具的淬火火、回火火是决定定使用寿寿命的关关键。由由于热处处理不当当，而导导致模具具过早失失效占有有相当大大的比重重。模具具钢淬火火及回火火都有一一定温度度范围，具具体工艺艺的制定定应根据据模具主主要失效效形式选选定。如如模具在在使用中中是以磨磨损失效效为主要要形式，则则应提高高钢的红红硬性及及抗回火火软化能能力

33、。若若模具在在使用中中以脆断断为主，则则应通过过热处理理来提高高模具的的强韧性性。1、淬火火工艺（1） 淬火前前的准备备工作：锻模尺尺寸较大大，大多多采用箱箱式电阻阻炉加热热，为防防止加热热过程中中产生氧氧化和脱脱碳，需需对模具具型腔表表面及燕燕尾加以以保护。保保护方法法是将模模具放入入铁盘，先先在铁盘盘底部放放入厚度度为300400mm的的保护剂剂（旧渗渗碳剂或或木炭末末以及一一些焙烧烧过的铸铸铁屑），将将锻模模模面朝下下放于盘盘上，四四周也用用保护剂剂填满，上上面用耐耐火泥或或黄泥密密封。燕燕尾面上上也铺放放保护剂剂，并用用耐火泥泥密封。为为避免燕燕尾槽在在淬火时时开裂，可可在圆角角处缠上

34、上石棉绳绳，以减减小该处处淬火时时的冷却却速度。装炉量根根据设备备及锻模模大小而而定。在在两块锻锻模及锻锻模与炉炉壁之间间应留有有15002550mmm的距离离，装炉炉温度不不能太高高，尤其其对大型型锻模或或形状复复杂的锻锻模，要要先于6650左右，预预热后再再加热到到淬火温温度，以以防止形形成裂纹纹。（2）淬淬火温度度及保温温时间：表4为为几种主主要锤锻锻模用钢钢的淬火火工艺，在在给定的的温度下下淬火可可确保钢钢中奥氏氏体晶粒粒不易长长大，并并保证钢钢具有较较高的冲冲击韧度度。表4 锤锤锻模用用钢淬火火工艺及及硬度钢号淬火温度度/淬火介质质硬度HRRC5CrNNiMoo8308600油586

35、605CrNNiW8408600油555595CrNNiTii8308500油535585CrMMnMooSiVV87089005SiMMnMooV8408700油584SiMMnMooV8909200油596606SiMMnMooV8208600油565CrMMnMoo8208500油525585Cr22NiMMoVSSi9409700油60661今年的研研究试验验提出，随随着淬火火温度的的提高，钢钢的组织织以板条条状马氏氏体为主主，而板板条状马马氏体比比针状马马氏体有有更高的的韧性。同同时，随随着淬火火温度的的提高，钢钢中的碳碳化物更更有充分分溶解，使使钢的一一系列性性能发生生变化。例例如

36、，随随着淬火火温度的的提高，钢钢的断裂裂韧度有有所提高高，钢的的抗回火火能力和和热稳定定性也得得到提高高；淬火火温度提提高后，还还能推迟迟热疲劳劳裂纹的的产生；而淬火火温度提提高后又又能使奥奥氏体晶晶粒长大大，降低低钢的冲冲击韧度度；但通通过回火火温度的的调整能能使钢的的冲击韧韧度可达达到模具具的要求求。因此此，据有有关试验验：将55CrNNiMoo钢淬火火温度提提高到995010000，尤尤其对于于以磨损损、堆塌塌或热疲疲劳而失失效的模模具，提提高淬火火温度是是有益的的；对于于5CrrMnMMo钢可可将淬火火温度提提高到8890并于5500回火，可可获得细细板条马马氏体为为主的混混合马氏氏体

37、组织织，其强强度、塑塑性、韧韧性，特特别是断断裂韧度度均保持持较高水水平。淬火前对对模具采采用延迟迟冷却等等工艺措措施，可可避免淬淬火变形形及开裂裂倾向。保温时间间的计算算，是以以温度到到温度（仪仪表开始始断电控控制）或或观察模模具的加加热颜色色与炉内内颜色一一致时开开始计算算。如果果模具装装箱，则则应将装装箱厚度度作为模模具厚度度的一部部分加以以计算，且且应选加加热系数数上限。箱箱式电阻阻炉加热热系数为为233minn/mmm，盐浴浴炉加热热系数为为1miin/mmm。（3）淬淬火冷却却：锤锻锻模的冷冷却工艺艺及操作作水平是是影响模模具质量量的关键键，冷却却并不当当可能导导致模具具淬火变变形

38、及开开裂。锻模入油油前要进进行预延延迟冷却却，延迟迟冷却时时间大模模块约558mmin，小小模块335mmin。冷冷却介质质是锭子子油，油油温500800，为为保持油油温及冷冷却均匀匀，可安安装循环环冷却装装置及压压缩空气气对油搅搅拌。锻锻模入油油冷却时时注意入入油方向向及适当当摆动，防防止形成成气泡阻阻止局部部冷却，导导致模具具行腔呈呈不完全全淬火。锻模冷到到15002000即即应出油油并立即即装炉回回火，如如果冷却却到过低低温度或或回火前前停留时时过长，则则可能产产生很大大的热应应力和组组织应力力，导致致锻模开开裂。出出油温度度也不能能太高，如如果出油油温度过过高，则则模具心心部未达达到马

39、氏氏体转变变温度，而而发生上上贝氏体体或其他他类型非非马氏体体组织转转变，会会导致模模具的早早期堆塌塌变形或或开裂而而影响模模具寿命命。模具冷到到15002000的的判断一一般凭经经验确定定。当模模具提出出油面只只冒青烟烟而不着着火，如如将水滴滴（或唾唾液）滴滴到模面面有缓慢慢的爆裂裂声，此此时模具具温度即即约15502200。2、回火火工艺回火的目目的是为为使钢获获得稳定定的组织织，并调调整模具具钢的硬硬度使其其达到要要求，此此外，也也为了降降低模块块内部淬淬火产生生的内应应力。硬硬度的理理想标准准是以模模具不发发生脆断断时的最最高硬度度值。这这种硬度度则使模模具的耐耐磨性及及塑性变变形抗力

40、力最高。既既能避免免模具早早期磨损损及变形形失效，有有具有较较高的冲冲击韧度度与断裂裂，能防防止模具具早期脆脆断。（1）回回火温度度：对每每一种钢钢，经不不同温度度回火都都对应一一确定的的硬度值值，如果果对模具具的硬度度要求一一确定，然然后再考考虑到冲冲击韧度度、断裂裂韧度等等性能，则则可以选选定回火火温度。表表5为几几种锻模模钢经不不同温度度回火后后的硬度度值。表5 锤锻锻模用钢钢回火温温度与硬硬度关系系钢号回火温度度/回火硬度度HRCC钢号回火温度度/回火硬度度HRCC5CrMMnMoo4905100520540056058004744442338373344SiMMnMooV560590

41、0590620063066004744242337373325CrMMnMooSiVV5205800580630061065006206600494444444142338403375CrNNiTii4754855485510060062004544143339373335CrNNiW5205400530550059061006706900454414344937333302256SiMMnMooV4905100600620046440393355SiMMnMooV4905100600620046440393355Cr22NiMMoV50055060065050.5549.5548.7743.

42、00还应注意意，热锻锻模有回回火脆性性，回火火时，无无论是预预热还是是保温都都应避开开此温度度范围。如如5CrrNiMMo钢，在在30003550之之间回火火时，其其冲击韧韧度下降降，此时时断口为为沿晶断断裂，即即出现了了第一类类回火脆脆性。因因此，55CrNNiMoo钢合适适的回火火温度应应高于4450。（2）保保温时间间：回火火时间长长短应保保证模具具心部组组织充分分转变，否否则容易易产生开开裂。表表6为不不同尺寸寸模块在在电炉中中的回火火规程。表6 锻锻模在电电炉中的的回火规规程模具规格格L/mmmB/mmH/mmm2503000预热热时间/h升温时间间/h保温时间间/h冷却250250

43、025503356空冷30030003000336735035003550447840040004000449100450450045505511112500500050005512113（3）高高温回火火：锤锻锻模因磨磨损造成成尺寸超超差，可可进行翻翻新。为为了便于于加工，需需翻新的的锻模应应进行软软化处理理，即降降低硬度度。为此此，可进进行高温温回火。表表7为几几种热锻锻模具钢钢高温回回火的温温度。 表77锤锻模模用钢的的高温回回火温度度（4）燕燕尾回5CrNNiMoo65069005CrMMnMooSiVV5CrNNiW65069005CrMMnMooV7205CrNNiTii65069

44、004SiMMnMooV7205CrMMnMoo65068006SiMMnMooV720火燕尾是锻锻模固定定在锤头头的部位位，直接接与锤头头接触，其其硬度不不应高于于锤头燕燕尾根部部存在较较大的应应力集中中，因而而，燕尾尾硬度应应低于模模具行腔腔硬度，对对燕尾要要进行专专门的回回火。燕燕尾回火火方法有有以下几几种：（1）在在专用的的燕尾回回火炉中中进行回回火：该该种方法法是工厂厂中比较较常用的的燕尾回回火方法法，它是是将燕尾尾向下置置于电炉炉、煤炉炉或盐浴浴炉的炉炉槽内加加热回火火。具体体回火温温度根据据钢种及及模具燕燕尾的硬硬度要求求而定。（2）燕燕尾自回回火法：这是较较广泛采采用的一一种方

45、法法，即将将整个锻锻模在油油中冷却却到一定定温度后后，将燕燕尾提出出油面停停留一段段时间，此此时模具具心部温温度仍较较高；燕燕尾已淬淬火的部部分被心心部热量量加热而而回火。实实际操作作时要反反复多次次入油，以以防燕尾尾温度升升高到足足以引起起淬火油油的燃烧烧，因此此，需注注意安全全。此外外，此法法只适用用于燕尾尾的淬火火方法，对对模具侧侧立或燕燕尾朝下下的入油油方法，无无法实现现燕尾自自回火。降低燕尾尾冷却速速度的措措施或对对燕尾采采取预延延迟冷却却淬火法法，以降降低燕尾尾硬度。（5）回回火次数数：实际际生产中中常采用用一次回回火后常常发生开开裂，开开裂的主主要原因因是淬火火时模具具心部因因温度过过高而留留有一部部分残余余奥氏体体，第一一次回火火冷却后后这部分分残余奥奥氏体转转变为马马氏体，因因而模具具有较大大的内应应力，导导致模具具开裂。如如果在进进行第二二次回火火，则可可以转变变为回火火马氏体体，消除除了这种种应力。第第二次回回火应在在第一次次回火冷冷到室温温，使残残余奥氏氏体充分分转变后后才能进进行，第第二次回回火温度度应低于于第一次次回火温温度4退火工工艺（1）普普通：模模块退火火可采用用完全退退火或等等温退火火，不同同尺寸的的模块退退火时的的保温时时间、保保温温度度、升温温温度、冷冷却速度度都是不不相同。（2）白白点退火火：白点点是一种种缺陷，是是在钢材材纵向断断