热作模具钢讲座

模具热处理讲稿2004讲稿2004/9/9（正式稿）热作模具国内模具市场关注较多的是模具价格，交货日期，和质量（尺寸精度），对模具寿命没有足够的重视。

模具寿命普遍偏低的严重情况尚不为人们所重视。

以至于几套国产模具不如一套进口模具的寿命，这种现象不仅造成极大的浪费，也加重了制模负担。

造成模具寿命的原因很多，其中最主要的是材料冶金缺陷，制模加工工艺缺陷，选材不当，模具结构设计不良，热处理工艺缺陷，模具使用欠佳，润滑不力等。

1热作模具钢选材材料的合理选用是模具设计中的关键环节。

1.1选材的原则：1.1.1满足使用性能要求；1.1.2材料应有良好的工艺性能；1.1.3经济性和市场性。

我国今年来引进和研制的模具钢包括5%Cr系和3Cr--3Mo系以及其他系列。

它们的性能一般都优于5CrNiMo和3Cr2W8V等老钢种。

1.2.我国市场销售的热作模具钢以及用途：1.2.1热作模具钢号与代号（简称）：序号热作模具钢号代号或简称序号热作模具钢号代号或简称1 5CrMnMo★◆15 4Cr5Mo2MnVSi Y102 5CrNiMo★◆16 3Cr3Mo3VNb HM3◆3 4CrMnMoSiV★◆17 4Cr3Mo2MnVNbB Y44 5Cr2NiMoVSi 5Cr2◆18 5Cr4W3Mo2VSi 50Nb5 4Cr5MoSiV ★H11 19 4Cr3Mo2MnVB ER8◆6 4Cr5MoSiV1★H13 ◆20 4CrMo2W4VTiNb GR◆7 4Cr5W2VSi★21 4Cr3Mo2NiVNb HD8 8Cr3★22 HD29 3Cr2W8V★23 JCD◆10 3Cr3Mo3W2V★HM1◆24 4Cr3Mo2WVMn TM11 5Cr4Mo2W2VSi ◆25 3Cr3Mo2WV ZDM12 5Cr4Mo3SiMnVAl 012Al★26 4Cr3Mo3SiV★◆13 5Cr4W5Mo2V★RM214 6Cr4Mo3Ni2WV CG-2Note:带★的为纳标GB/T1299-2000钢号。

模具钢热处理工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊模具钢热处理工艺这档子事儿。

你说这模具钢啊，就好比是一位武林高手，而热处理工艺呢，那就是让这位高手武功更上一层楼的秘籍！通过热处理，模具钢就能变得更强、更硬、更耐用。

想象一下，模具钢就像是一块未经雕琢的璞玉，热处理就是那巧夺天工的雕琢过程。

把它放进热处理的“火炉”里，经过一番锤炼，出来的时候可就大不一样啦！这热处理工艺里啊，有退火、正火、淬火、回火等等。

退火就像是让模具钢放松一下，消除它的内应力，让它变得温顺一些。

正火呢，则像是给模具钢来一场热身运动，让它精神抖擞。

淬火可就厉害了，那简直是给模具钢来了一次“淬火重生”，让它瞬间变得坚硬无比。

而回火呢，就像是给刚刚经过淬火的模具钢来个安抚，让它别太“硬过头”了。

你可别小看了这些步骤，每一步都得恰到好处才行。

就像做饭一样，火候大了不行，小了也不行。

要是退火没做好，那模具钢可能就会有隐患；淬火过头了，说不定就容易开裂。

咱就说，这模具钢热处理工艺是不是很神奇？就好像魔术师一样，能把普通的模具钢变得神奇无比。

在实际操作中，可得小心谨慎。

温度要控制好，时间也要把握准。

就跟跳舞似的，节奏不能乱。

而且，不同的模具钢还有不同的脾气呢，得根据它们的特点来选择合适的热处理方法。

比如说，有些模具钢就像个急性子，淬火的时候温度就得高一些；有些则像个慢性子，得慢慢热处理。

你要是不了解它们的脾气，那可就容易出问题啦！还有啊，这热处理的设备也很重要。

就跟战士的武器一样，得精良才行。

要是设备不靠谱，那可就没法保证热处理的效果啦！总之啊，模具钢热处理工艺可不是一件简单的事儿，但只要咱认真对待，掌握好技巧，就能让模具钢发挥出最大的作用。

咱可不能小瞧了这工艺，它可是模具制造的关键环节呢！这不就是那句老话说得好嘛，“慢工出细活”，咱得有耐心，有细心，才能把这模具钢热处理工艺做好，让我们的模具更耐用，更可靠！你说是不是这个理儿？。

热作模具钢热处理
热作模具钢的热处理主要包括预热处理、球化退火、淬火和回火等步骤。

1. 预热处理：为了使工件在加热过程中均匀地膨胀和收缩，减少开裂，通常需要将工件预热至700～800℃。

2. 球化退火：通过将工件加热至略高于钢的AC1点，使其完全奥氏体化，然后以缓慢冷却速度（通常是随炉冷却）冷却，可使其组织转变成均匀的球状珠光体，以消除加工应力、提高模具韧性及抗蚀性，适用于以减小零件变形及改善切削加工性能为主要目的退火工艺。

3. 淬火：目的是为了使热作模具钢的钢的显微组织转变为马氏体，并得到高硬度的马氏体组织。

淬火温度通常选择在钢的AC3或略高于AC3的某一温度。

然后将模具缓慢冷却至200℃左右出炉，可使模具表面上的残余奥氏体转变为马氏体，从而提高其硬度及耐磨性。

4. 回火：回火是将淬火后的模具加热到低于AC1的温度，以消除或减少淬火引起的内应力，并使钢的组织趋于稳定。

根据需要，可以选择不同的回火温度和时间。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅专业书籍或咨询专业人士。

编制热处理工艺知识介绍（古天佑 2010年10月4日撰写）1引言一般的科研机构、大专院校、实验室的设备由于没有能力对重达数吨、十几吨、乃至几十吨的锻件进行热处理，因此，大锻件热处理的技术文献和试验数据都比较少，而各个工厂又不愿公开其生产数据，所以大锻件的技术资料便很珍贵。

在资本主义国家里，大锻件热处理的经验和技术参数，一般都控制在少数技术人员手中，作为企业的技术秘密，很难获得。

【例一】许多钢厂很需要的轧辊，材料：Cr-Mo-V钢直径：300~700mm长度：2.5m~5m单重：3~7t要求调质后进行表面淬火，达到淬硬层深度10~20mm，硬度HRC ≥65，其热处理难度是非常大的。

二战前，只有美国能生产这种产品，苏联也从美国进口。

二战后，美国对苏联实行经济封锁，不卖了。

苏联只好自己解决，经过2~3年的攻关试验才生产出这种产品。

【例二】历史有许多惊人的相似，由于意识形态的争斗，苏联将美国对付它的办法也搬到对付我国轧辊供应上来了。

1960年苏联停止了对我国出口冷轧辊，致使我国许多钢厂、甚至造纸厂、塑料厂停产。

我国经过2年的攻关试验，成功生产出高硬冷轧辊，从而结束了要用500头猪才能换回一根轧辊的历史。

2什么叫大型锻件？尚无一个明确的界定，有以重量来界定的，有以含碳量多少、尺寸大小来界定的，还有以加热时最大温差来界定的，说法各异。

【说法一】有人认为，3t以下的锻件是中小型锻件，3t以上的锻件才是大型锻件。

【说法二】有人认为，含碳量＞0.5%的碳钢锻件，或含碳量＞0.5%、直径＞100mm的合金钢锻件，含碳量＜0.5、而直径＞200mm的合金钢锻件都是大型锻件。

【说法三】有人提出，加热时△t max＞（t介－t始）/10………（1）的锻件是大型锻件。

最大温差是在心部开始加热时（即t心＝t始）产生，对轴类锻件：t表－t心＝αR（t介－t始）/2λ＝△t max (2)即，αR（t介－t始）/2λ＞（t介－t始）/10 (3)于是，R＞λ/5α (4)式中，t表—表面温度，℃t介—介质温度，℃t心—心部温度，℃t始—该点的起始温度，℃R—工件轴的半径，mλ—工件导热系数，Kcal/m2××h×℃α—热交换系数，Kcal/ m2××h×℃【例】以碳钢为例，计算在空气炉中加热，当炉温为800℃时，大型锻件的界限尺寸是多少？【解】查资料，λ＝40Kcal/ m2××h×℃α＝80Kcal/ m2××h×℃，将λ、α值代入（4）式得，R＞λ/5α＝40/（5×80）＝o.1m＝100mm即，对于碳钢来说，直径大于200mm的锻件便是大型锻件。

热作模具钢概述一、损伤形式热加工的目的是通过升高加工对象的温度来提高应变能，使其容易变形。

即热加工是利用高温时呈现熔融状态或软化状态，以及低温时又表现为高强度或高硬度状态的金属晶体结构的变化，也就是利用相变特性进行加工的方法。

这些用于热加工的模具材料称为热作模具材料或简称为热作模具钢。

热加工可大致分为压铸、热锻及热挤压，其相应损伤形式如图4-16所示。

压铸时，由于模具表面与铝或镁等金属液反复接触，即经过反复受热和冷却而产生热龟裂，而且还会以此为起点造成开裂。

作为压铸对象的金属熔液发生的熔蚀是压铸模所特有的损伤形式。

图4-16 热作模具的损伤形式热锻模在使用时，加工对象的加热温度高达1200℃左右，因此除了热龟裂之外，高温磨损也比较严重。

另外，多用于铝制品成形的热挤压模，其主要损伤形式是由于与成形坯料接触而产生的滑动磨损和变形。

1.热龟裂（Heat Checking）热龟裂是热作模具表面经反复加热和冷却所导致的热疲劳现象之一，是产生于热作模具表面的龟甲状裂纹，如图4-17所示。

热龟裂的形成机理如图4-18所示。

当金属熔液接触模具时，模具表面部分受热膨胀，同时因来自模具内部的束缚而形成压缩应力。

当该压缩应力超过高温屈服强度时便发生塑性变形，变形部分冷却后则产生拉伸应力。

这仅是一个循环周期，经过反复加热、冷却，便会产生疲劳现象，最终导致龟裂发生。

一个循环周期当中的作用力可以表示为图4-17 热龟裂实例式中σ——作用力；E——弹性模量；α——热膨胀系数；ΔT——温度梯度；μ——泊松比。

图4-18 热龟裂的形成机理（概念图）由于热作模具钢的弹性模量及热膨胀系数几乎相同，因此应通过缩小温度梯度或提高热强度（屈服应力）使其不易产生屈服来减小塑性变形。

此外，由于材料的显微偏析（组织不均匀）助长了初期裂纹的发展，所以无偏析的均质材料较为理想。

有关热作模具钢的热龟裂性还有一些共同研究结果，也欢迎参考[19]。

2.开裂（Crack）引起开裂的原因有多种，比如由热龟裂为起点扩展所致，在冲击载荷作用下因应力集中引起的开裂，由交变应力造成的疲劳等。

高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能研究摘要：随着现代工业的发展，对于热作模具钢的需求日益增加，因此研究和了解热作模具钢的组织结构与性能显得尤为重要。

本文通过对高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能进行深入研究，总结了其特点以及适用范围，并探讨了其在工业生产中的应用前景。

1. 引言热作模具钢是一种用于制造热作模具的特殊钢材。

在高温、高压和复杂工况下，钢材需要具备出色的导热性能和热强性能，以保证模具的稳定性和性能。

因此，研究高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能对于提高模具的使用寿命和生产效率具有重要意义。

2. 组织结构分析高导热高热强热作模具钢的组织结构通常由奥氏体、碳化物和析出相组成。

其中，奥氏体的含量直接影响到钢材的导热性能，而碳化物和析出相主要起到增强钢材的热强性能和硬度的作用。

因此，通过调整合金元素的含量和热处理工艺，可以有效控制高导热高热强热作模具钢的组织结构，进而影响其导热性能和热强性能。

3. 导热性能分析高导热高热强热作模具钢的导热性能通常通过热导率来评估。

研究发现，提高钢材中奥氏体的含量和尺寸可以显著提高导热性能。

同时，适当的碳含量和碳化物的分布也对导热性能有一定影响。

因此，在制备高导热高热强热作模具钢时，需要合理选择合金元素和热处理工艺，以获得理想的导热性能。

4. 热强性能分析高导热高热强热作模具钢的热强性能通常通过抗热蠕变性能来评估。

研究表明，合适的碳含量和碳化物分布可以有效提高钢材的热强性能。

此外，合金元素的选择和热处理工艺也对热强性能有一定影响。

因此，在设计和制备高导热高热强热作模具钢时，需要综合考虑各种因素，以获得理想的热强性能。

5. 应用前景高导热高热强热作模具钢由于其出色的导热性能和热强性能，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有广泛应用的前景。

特别是在注塑模具、压铸模具和挤压模具中，使用高导热高热强热作模具钢可以提高生产效率和产品质量，并延长模具的使用寿命。

因此，对于高导热高热强热作模具钢的研究和应用具有重要的现实意义和经济意义。

新型高导热高热强热作模具钢的开发与应用随着工业化的发展和工业产品的需求量逐年增加，新型高导热高热强热作模具钢的开发与应用成为了当前研究的热点。

本文将对这一领域进行详细探讨，包括新型高导热高热强热作模具钢的特性、开发技术以及在工业生产中的广泛应用。

新型高导热高热强热作模具钢具有以下几个独特的特性。

首先，它具有良好的导热性能，能够迅速传导加工热量，提高生产效率。

其次，它具有出色的热强度，能够承受高温环境下的工作条件，延长模具的使用寿命。

此外，新型高导热高热强热作模具钢还具有优异的耐磨性、耐蚀性和耐热疲劳性能，能够在复杂的加工环境下保持稳定的性能。

针对新型高导热高热强热作模具钢的开发，目前已经涌现出一些先进的技术。

首先是合金设计技术，通过调整钢材中的合金元素含量和比例，可以改变其微观结构和力学性能，从而提高导热性能和热强度。

其次是热处理技术，通过精确控制材料的加热、保温和冷却过程，可以获得优异的综合性能。

此外，近年来的研究还注重于材料的微观结构调控和表面改性，进一步提高了新型高导热高热强热作模具钢的性能。

在工业生产中，新型高导热高热强热作模具钢得到了广泛应用。

作为一种具有高性能的材料，它可以用于汽车零部件、塑料制品、电子产品和航空航天等领域。

例如，在汽车制造中，利用新型高导热高热强热作模具钢制作引擎缸体、曲轴和齿轮等关键部件，可以提高汽车的动力性能和燃烧效率。

在塑料制品生产中，采用新型高导热高热强热作模具钢模具，可以提高产品的成型质量和生产效率。

此外，在电子产品和航空航天领域，新型高导热高热强热作模具钢的导热性能和稳定性能可以保证产品在高温环境下的正常工作。

尽管新型高导热高热强热作模具钢在开发和应用方面取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。

首先是材料的成本问题，目前新型高导热高热强热作模具钢的生产成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。

其次是制造工艺的复杂性，需要精密的加工设备和技术，增加了生产成本和周期。

高导热高热强热作模具钢的热性能研究引言热作模具钢是一种在工业生产中广泛使用的材料，其在高温和高压环境下能够保持较高的强度和稳定性。

然而，随着工业生产对产品质量和效率的不断提升，对于热作模具钢的热性能也提出了更高的要求。

本文将对高导热高热强热作模具钢的热性能进行深入研究，以探索其在工业生产中的应用潜力。

导热性能在热作模具的使用过程中，导热性能是一个重要的性能指标。

高导热性能可以提高热传导效率，从而提升模具的加工效率和产品质量。

为了研究导热性能，我们可以通过测量材料的热导率来评估其导热能力。

高导热能力的热作模具钢通常具有较高的热导率，这意味着它能够迅速传递热能，提高加工效率。

劣化温度高热强度是热作模具钢的重要性能之一。

在高温和高压环境下，模具钢材料可能会失去强度并发生劣化。

为了研究高热强度，可以通过测量其热膨胀系数和热震稳定性来评估它在高温环境下的表现。

高导热高热强度的热作模具钢通常表现出较低的热膨胀系数和良好的热震稳定性，从而保证其在高温环境下的稳定性和耐用性。

热疲劳性能在热作模具的使用过程中，由于频繁的热循环作用，材料会发生热疲劳现象。

热疲劳是指在高温环境下由于周期性的热循环引起的材料变形和破裂。

为了研究热疲劳性能，可以进行热疲劳实验来模拟实际使用条件下的热循环。

高导热高热强度的热作模具钢通常具有较低的热膨胀系数和较好的热疲劳性能，从而能够在频繁的热循环作用下保持稳定的形态和性能。

材料设计与改性为了提高高导热高热强热作模具钢的热性能，材料设计和改性是一种常见的方法。

通过选择合适的合金元素和处理工艺，可以改善材料的热导率和热强度。

例如，添加导热性能较好的合金元素，如铜和铝，可以显著提高材料的导热性能。

同时，通过合适的热处理工艺，例如热处理和表面涂层等，也可以改善材料的热性能。

结论高导热高热强热作模具钢的热性能是其在工业生产中应用的关键因素之一。

通过对导热性能、热强度和热疲劳性能的研究，可以评估材料在高温和高压环境下的表现。

高导热高热强热作模具钢的热膨胀与收缩行为评估热膨胀与收缩行为评估是评估高导热高热强热作模具钢性能的关键指标之一。

高导热高热强热作模具钢作为一种重要的材料，在工业生产中具有广泛的应用，主要用于制造精密模具，在高温环境下具有较好的耐磨性、耐高温性和导热性等特点。

因此，研究其热膨胀与收缩行为对于优化材料性能和提高模具制造质量具有重要意义。

热膨胀与收缩行为是指在受热或受冷过程中，材料在其尺寸和形状上发生的变化。

这种变化是由于温度变化引起的材料内部结构和原子之间的热运动引起的。

一般来说，当材料受热时，其分子会变得更加活跃，导致材料膨胀；相反，当材料受冷时，分子会减少运动，导致材料收缩。

对于高导热高热强热作模具钢，其热膨胀与收缩行为的评估有助于确定其在高温环境下的尺寸变化情况，从而减少因热膨胀而引起的变形、应力集中等问题，提高模具的使用寿命和加工精度。

评估高导热高热强热作模具钢的热膨胀与收缩行为可以采用多种方法。

其中，常用的方法包括热膨胀系数测定、热循环试验和有限元分析等。

热膨胀系数测定是评估材料热膨胀性能的一种常用方法。

通过测定材料在不同温度范围内的线膨胀系数，可以了解材料在不同温度下的膨胀特性。

一般来说，高导热高热强热作模具钢在高温范围内具有较高的热膨胀系数。

在模具设计和制造过程中，热膨胀系数的测定可以帮助设计师预测材料在使用过程中的尺寸变化，从而更好地控制模具的加工精度和寿命。

热循环试验是模拟高温环境下材料的使用条件，评估其热膨胀与收缩行为的一种方法。

通过将材料置于高温环境中，在不同的温度循环下进行测试，可以模拟材料在实际使用过程中的热膨胀与收缩行为。

通过分析试验结果，可以评估材料在高温循环条件下的稳定性和可靠性，为模具设计和制造提供依据。

有限元分析是一种基于数值计算方法的研究材料热膨胀与收缩行为的方法。

通过建立材料的几何模型和材料模型，利用计算机进行模拟和分析，可以预测材料在不同温度下的膨胀与收缩情况，并评估其对模具性能的影响。