第一节 冷作模具对材料性能的要求

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1、第二章第二章 冷作模具材料冷作模具材料第一节第一节 冷作模具对材料性能的要求冷作模具对材料性能的要求工作过程演示工作过程演示 凸模坯料凸模坯料冷镦模冷镦模 冷镦模是指在冲击力的作用下将金属棒状坯料镦成一定形冷镦模是指在冲击力的作用下将金属棒状坯料镦成一定形状和尺寸的产品的冷作模具。下图为螺栓冷镦模状和尺寸的产品的冷作模具。下图为螺栓冷镦模冷镦模冷镦模 的工作条件的工作条件 冲击频率高冲击频率高(60120次次/min)，冲击力大，冲击力大，金金属坯料受到强烈镦击，同时受到短周期冲击载荷属坯料受到强烈镦击，同时受到短周期冲击载荷的作用。的作用。 工作应力大工作应力大，凸模承受巨大的冲击压力和摩擦

2、力，凸模承受巨大的冲击压力和摩擦力，凹模承受冲胀力和摩擦力，产生强烈摩擦，因而凹模承受冲胀力和摩擦力，产生强烈摩擦，因而冷镦模最常见的失效形式是磨损失效和疲劳断裂冷镦模最常见的失效形式是磨损失效和疲劳断裂失效。失效。 工作环境温度高，约工作环境温度高，约300。材料在型腔中剧烈。材料在型腔中剧烈变形时产生的热量被模具吸收。变形时产生的热量被模具吸收。l足够的韧性（受冲击载荷大、易受偏心弯曲的模具）足够的韧性（受冲击载荷大、易受偏心弯曲的模具）二、工艺性能要求二、工艺性能要求1、可锻性、可锻性热锻变形抗力低、塑性好热锻变形抗力低、塑性好锻造温度范围宽锻造温度范围宽锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小锻裂

3、、冷裂及碳化物析出倾向小2、可加工性、可加工性切削力小、切削用量大切削力小、切削用量大刀具磨损小、加工表面光洁刀具磨损小、加工表面光洁3、可磨削性、可磨削性对砂轮质量及冷却条件不敏感对砂轮质量及冷却条件不敏感不易发生磨伤与磨裂不易发生磨伤与磨裂4、热处理工艺性热处理工艺性淬透性淬透性 ：获得淬硬层深度：获得淬硬层深度回火稳定性：模具钢受热软化的能力回火稳定性：模具钢受热软化的能力脱碳倾向、过热敏感性脱碳倾向、过热敏感性淬火变形开裂倾向淬火变形开裂倾向淬透性淬透性（hardenability） 表示钢在一定条件下淬火时获得淬透层深度的能力，主要受奥氏体中的碳含量和合金元素的影响。在规定条件下，决

4、定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力，它表示钢接受淬火的能力。u表示方法：淬硬层深度。淬硬层深度越大，则淬透性越好。u决定因素：化学成分，特别是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，也跟加热温度和保温时间等因素有关。u性能作用：淬透性好的钢材，可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂，以减少变形和开裂。三、冷作模具材料的成分特点三、冷作模具材料的成分特点1、钢的含碳量、钢的含碳量对高耐磨的冷作模具：对高耐磨的冷作模具：0.7%2.3%对高强韧性冷作模具：对高强韧性冷作模具：0.5%0.7%含碳量含碳量硬度硬度强度强度耐磨性耐磨性塑性塑性韧性

5、韧性2、合金化特点、合金化特点加入加入强碳化物强碳化物淬透性淬透性回火稳定性回火稳定性耐磨性耐磨性强韧性强韧性主要合金元素的作用：主要合金元素的作用：锰锰淬透性淬透性 减小变形减小变形有回火脆有回火脆硅硅淬透性淬透性回火稳定性回火稳定性屈服强度屈服强度过热脱碳倾向大过热脱碳倾向大铬铬淬透性淬透性抗氧化性抗氧化性耐磨性耐磨性有回火脆性有回火脆性镍镍强度和韧性强度和韧性淬透性淬透性耐蚀性耐蚀性有回火脆有回火脆 钼、钨、钒：钼、钨、钒：属强碳化物形成元素，具有二次属强碳化物形成元素，具有二次硬化效果，对提高钢的回火稳定性、耐磨性、耐热硬化效果，对提高钢的回火稳定性、耐磨性、耐热性都具有显著作用。性都具有显著作用。