模具材料与热处理论文
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热处理对模具的影响[摘要] 热处理的方法和工艺是直接影响模具的使用性能及寿命的重要因素。
本文着重分析并总结了在热处理技术方面对模具造成的影响。
对模具设计和制造具有重要的参考价值和推广意义。
[关键词] 热处理工艺方法影响现代模具制造业在材料的选择上,仍然以金属材料为主。
而金属材料本身的机械性能不能直接满足模具的使用性能要求,只有通过合理的热处理,才能获得其应有的性能指标,投入到模具制造中。
由于热处理是一项极其复杂的工作,其方法不正确及工艺安排不合理,都会给模具精度及寿命带来很大的影响。
下面从几个方面分析和解决热处理对模具造成的一系列影响。
一、热处理对模具材料性能的影响模具材料的性能是通过热处理来实现。
热处理的方法一般为退火、正火、调质、淬火、回火及渗碳、渗氮等。
在热处理过程中,由于金属材料本身所含元素的不同及使用性能要求不同,同样的热处理方法和工艺,所得到的性能指标也不尽相同。
特别是淬火和回火为模具零件的最终热处理,是保证零件机械性能的关键,对模具影响最为严重。
表现的性能为高硬度、高耐磨及消除内应力,例如5CrNiMo,淬火温度为8400C—8600C,采用油冷方式,回火时不同的温度值,所得到的硬度值也不相同,在4500C—4700C时,硬度为44HRC—47HRC;4900C—5100C时为40HRC—44HRC。
由此说明:在淬火后,回火温度的改变其硬度也发生改变。
在使用过程中应根据所需的性能指标淬火后选择合适的回火温度。
总之通过选择淬火和回火温度改变了材料的性能,获得了良好的硬度值及较高的耐磨性,以便投入到模具制造中。
由上可知,热处理方法的正确与否,工艺是否恰当,是保证其材料性能的重要因素。
因此,在选择过程中合理处置。
二、热处理对模具材料机械加工性能的影响模具材料以工具钢和合金钢为主,而这些材料本身具有较大的强度和硬度,给切削加工带来一定的困难。
为此必须在切削加工前来改善强度与硬度,其方法就是进行热处理。
模具设计中的热处理问题探讨模具热处理是模具制造中的关键环节之一。
在模具的制造过程中,热处理对于模具的性能、寿命甚至是整个模具工艺都有着至关重要的作用。
因此,模具设计师需要对模具的热处理问题有着较为深入的了解和掌握,以确保模具质量的稳定和优化。
1. 热处理的基本原理及步骤热处理是通过改变材料的组织结构和性能来提高材料的硬度、强度和耐磨性等性能的方法。
模具的热处理通常可分为以下几个步骤:预热、加热保温、冷却和回火。
预热阶段是为了消除模具中的工作应力、缓慢升温,同时发挥了加热场的效应。
加热阶段将模具加热至所需的温度,并保持一段时间,以使模具中的结构发生相应改变。
冷却阶段是为了迅速降低模具的温度,并在最短时间内固定模具的组织结构,使之达到所需的硬度。
回火阶段是为了消除模具中的残留应力和提高其强度,同时使硬度得到柔化。
2. 热处理对模具性能的影响及要求模具的热处理不同于常规工艺用钢的热处理,更多的是要求在较高的温度下保持一段时间,并在水中迅速冷却。
这种处理方式使模具得到了更高的硬度和抗磨损性能,但同时也容易引起模具的变形或开裂,甚至缩短其使用寿命。
因此,热处理质量的好坏决定了模具的使用性能和周期。
在模具的热处理中,要根据模具材料的性质和使用条件来选择对应的热处理工艺,并对热处理过程中的温度、时间、冷却速度、回火温度和时间等参数进行精确的控制和调节。
此外,还要严格遵守处理规程,避免操作失误和设备故障,从而保证模具的热处理质量。
3. 模具热处理应用技巧模具的热处理中还需要注意以下几点技巧:(1)合理选择模具合金及热处理工艺。
不同的模具合金适用于不同的热处理工艺。
例如,高速钢的热处理工艺与工具钢的热处理工艺不同,其处理温度范围、预热时间、残余应力处理方式也有所不同。
(2)控制加热速率和温度。
加热速率和温度对于热处理质量的影响极大。
加热速度过快或加热温度过高会引起材料内部结构的变化而导致材料机械性能的下降。
因此,加热速率和温度都需要严格控制。
模具材料及热处理模具是工业生产中不可或缺的工具。
它们在各种制造过程中被广泛使用,以制造各种产品和零件。
模具质量直接影响着产品制造的质量和成本。
因此,选择合适的模具材料和热处理方法至关重要。
模具材料是制造模具的关键因素之一。
选择模具材料需要考虑多个因素,包括材料的强度、硬度、耐用性、加工易度和成本等。
目前,常用的模具材料包括钢、铝、铜、金属陶瓷和塑料等。
钢是一种广泛使用的模具材料。
特别是工具钢,它具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐高温等优点。
根据不同的用途和要求,可以选择适合的工具钢。
其中,冷作模具钢常用于制造冲孔模、切割模和弯曲模等,而热作模具钢则适用于制造压铸模、锻造模和挤压模等。
铝模具则是适用于需要轻质、高效和高精度的生产领域。
铝模具具有良好的导热性、成本低廉和制作过程简单等优点。
当生产的产品需要进行高温或高压加工时,铝模具的优势就不再明显。
相较于钢和铝,铜材料被广泛应用于高精度、高速度加工和模具表面处理领域。
铜模具通常具有优异的热传递性和导热性,因此适用于需要特殊表面处理的行业,如金属喷涂和塑料注塑。
金属陶瓷材料是当下热门的模具制造材料之一。
金属陶瓷模具具有高硬度、高耐磨性、低热膨胀系数和优异的绝缘性等特点。
因此,金属陶瓷模具可以在高温和腐蚀的环境下长期使用,并且在一些高精度生产中更是一种必要的选择。
塑料模具在人们的日常生活中已经广泛应用。
它们具有成本低廉、制作过程简单和框架结构简单等优点。
然而,塑料模具的强度和耐磨性与其他材料相比较低,适用范围也相应较窄。
因此,仅适用于生产中不需要高精度或高要求的产品中。
除了选择适当的模具材料之外,热处理方法对于模具使用寿命和性能也至关重要。
热处理包括退火、正火、淬火和淬火回火等过程,可以使不同类型的材料达到不同的性能要求。
退火是一种简单的加热和冷却方法,可以使模具材料变得更柔软、易于加工和成形。
而正火过程可以将模具材料中的样变消除,并使其具有适当的强度和硬度。
毕业设计(论文)——40Cr钢的热处理及分析专业: 金属材料与热处理技术班级: 金材二班姓名:向星学号:0903140205指导教师:苏光浩武汉工程职业技术学院二零一二年二月摘要随着中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,因而模具材料选择及其热处理工艺的选择已在模具制造业中引起广泛的重视。
模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程。
它对模具的制造精度,模具的强度,模具的制造成本,模具的工作寿命有着直接的影响。
本文在分析模具材料和40Cr钢热处理及金相实验基础上,根据模具的选材条件、试样的材料性质,以及40Cr的热处理工艺和金相组织综合分析,根据实际制订出合理的热处理工艺,并根据实验得出数据进行分析。
这样,能使模具达到良好的使用性能和寿命要求的。
同时,满足经济性要求,降低成本。
关键词:模具材料;热处理;热处理工艺;金相组织;目录前言 (3)第一章绪论 (4)1.1模具制造概况 (4)1.2我国模具的发展与现状 (4)1.3模具选材 (5)1.4合金元素对钢性能的影响 (7)1.5实验目的及意义 (9)1.6研究方案技术路线 (10)第二章 40Cr钢的热处理研究分析 (11)2.1 钢的热处理概况 (11)2.2 40Cr钢的热处理 (12)2.2.1 40Cr钢特性 (13)2.2.2 40Cr钢的物理性能 (14)2.2.3 40Cr钢的化学成分 (14)2.2.4 40Cr钢的调质处理 (15)2.2.5 40Gr热处理实验过程 (15)2.3 热处理实验小结 (24)第三章实验总结 (31)4.1 热处理实验总结 (31)4.2 合金元素对钢的影响分析 (34)谢词 (37)参考文献 (38)前言在国家推动经济体制改革、市场经济和国际接轨的形势下,我国模具制造企业和热处理企业像雨后春笋般的涌现。
而模具制造、热处理技术和使用水平的高低是衡量一个国家工业水平的标志,它在基础工业中占有重要地位。
铸造金属模具材料的特性及其热处理工艺分析摘要:一个国家制造业的水平将通过模具技术水平来体现。
冷冲压模具具有良好的耐磨性、强度和韧性等特点,其中热处理工艺是模具制造的关键工艺,热处理工艺可以增强模具材料的表面或内部微观结构,控制其性能。
为提高冷冲压模具的使用效果,对冷冲压模具常用的金属材料及其热处理工艺进行了分析。
关键词:冲压模具;热处理工艺;金属材料1引言模具作为高新技术产业的重要组成部分,也是工业和制造业生产过程中使用的基础设备。
使用模具进行产品生产,可以提高产品的生产效率。
模具技术具有较强的综合性,既包括工艺装备技术、材料技术等,又作为一个由冶金、计算机、热处理等共同创造的系统工程。
冲压模具与热处理工艺相结合使用,可以提高金属材料的加工效率和模具的使用寿命。
2冲压模具选材方法2.1碳钢这类材料在这一阶段产量大,不仅锻造和塑性强,而且经过退火热处理后,容易软化,可以及时进行下一道工序,节省了时间,提高了工作效率,但其强度低,需要进行切削加工,成本低。
主要缺点表现在这几个方面:一是淬透性不够,热处理时需要水作为冷却介质,容易造成变形问题。
其次,它只适合制造一些相对简单、规格较小、在模具中受力较小的模具,因此不适合精度要求较高的模具制造[1]。
2.2高碳、高铬这种材料的耐磨性和淬透性都很好,所以在热处理时不易产生变形问题。
它通常用于制造耐磨性和微变形模具,但材料的载荷和压力较小,其中存在的碳化物会产生严重的偏析问题。
在冲压操作中,需要重复锻造和镦粗操作。
从而保证其内部结构的均匀性。
2.3高速钢它主要是由添加钼元素制成的材料,它具有良好的热塑性和韧性,在冷作模具的生产制造中起着至关重要的作用,在高速钢中有一种硬度较强的钢材料,采用特殊的工艺来提高材料的硬度,但其韧性较差,加工难度较大,使用这类材料要迅速增加含碳量,当大量生产时,可能会发生过度燃烧。
2.4碱性钢主要是由于高速钢本身存在的问题,采用添加其他元素来弥补材料的缺点,从而改变其基体的含碳量,从而提高材料的性能,适合在冷模制造中使用强材料,具有高速超硬钢材料的优点,成本低。
攀枝花学院学生课程设计(论文)题目:压铸铝合金用模具的热处理工艺设计学生姓名:学号:所在院(系):材料工程学院专业:级材料成型及控制工程班级:材料成型及控制工程指导教师:职称:讲师2013年12月28日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书课程设计(论文)指导教师成绩评定表摘要本课设计了压铸铝合金用模具的热处理工艺设计。
主要讨论了压铸模的模具的热处理过程,其工艺路线:锻造→预备热处理(球化退火)→粗加工→去应力处理(650°)→精加工→最终热处理→渗氮。
此模具采用3Cr2W8V中碳高合金钢作为模具材料。
主要是其受热温度很高,同时还能承受很高的应力。
3Cr2W8V点,故可提高钢的热疲劳抗力。
钢中W含量较高,耐回火性高。
W还提高钢的AC1Cr主要提高钢的淬透性,并可提高热疲劳抗力、抗氧化性和耐蚀性。
少量的V 能细化晶粒,提高耐磨性。
关键词:压铸铝合金用模具压铸模3Cr2W8V目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1压铸铝合金用模具的热处理工艺的 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (4)3.2.2最终热处理 (4)3.2.3渗氮工艺 (5)4、常见缺陷分析及防止措施 (6)5、结束语 (7)6、热处理工艺卡片 (8)参考文献 (9)1 设计任务1.1设计任务压铸铝合金用模具的热处理工艺设计1.2设计的技术要求压铸模是液态金属制品成型的工具,要求有一定的强韧性、耐热疲劳性和抗蚀性能。
压铸模在工作时于热态金属长时间接触,受热温度高达500~800°甚至千度以上,同时还承受很高的应力,因此高的热稳定性、高温强度和耐热疲劳性能是这类模具用钢的主要性能要求。
而压铸铝合金用模具型腔的工作温度高达600℃左右。
模具材料与热处理工艺选择问题研究模具材料与热处理工艺选择问题研究摘要:随着科学技术的发展和不断提高,模具材料的热处理工艺的选择问题得到了很好的解决。
近几年,我国模具行业发展迅速,不过模具材料的水平和热处理工艺跟发达国家相比,还有很大的差距。
目前模具市场的竞争非常激烈,如何提高模具的生产质量和减少产生周期是一个很重要的问题。
延长模具的性能会带来巨大的经济效益和社会效益。
从理论上讲,模具的性能主要包括精度和表面光洁度。
关键词:模具材料问题研究热处理工艺在现阶段,模具是一种很重要的加工工艺装备,也是我国制造业发展的重要基础。
随着我国工业的不断发展,对模具材料的性能要求越来越高,对模具材料的需求也相应的增加。
模具材料的性能好坏决定着产品的质量和经济效益。
而模具的寿命对于加工效率和成本也有非常大的影响。
从理论上讲,模具的失效分为工作失效和偶然失效,工作失效指的是模具在正常工作时发生破损而导致模具寿命的结束。
偶然失效指的是模具由于设计的错误从而导致模具过早的破损。
影响模具寿命的因素包括五点:第一热处理不当,占百45%[1]。
第二,选材不当导致模具结构的不合理,占25%。
第三,工艺问题,占大约10%。
第四,润换问题导致设备损坏,占大约20%。
由此可见,模具材料与热处理之间的关系是影响模具寿命最主要的'因素。
解决热处理工艺问题是增加模具寿命的关键。
一、模具材料简介1.1 冷作模具材料在模具材料中,冷作模具的种类一般比较多,而且形状结构的差异也比较大。
这种模具材料的工作条件和性能不是很相同。
因此,在选择冷作模具时候,要进行综合的考虑,才能发挥材料的功能。
目前,我国常用的冷作模具材料主要分为四大类:高速钢、硬质合金、碳素工具钢和合金工具钢[2]。
1.2 热作模具材料在模具材料中,热作模具的选用比较苛刻,热作模具通常要在600℃左右的高温下进行工作,因此对于模具材料的选择有更高的要求,模具材料的强度,硬度,耐磨性和抗冷热疲劳度都要很好。
模具材料及热处理在模具教学中的应用摘要:模具是一种重要的加工工艺装备,是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。
随着工业生产的发展,对工业产品的品种、形状、数量、质量等的要求越来越高。
为了使学生更加深刻的了解模具知识,本文就模具材料及热处理在模具教学中的应用做了简要的探究。
关键词:模具材料;热处理;模具教学;应用abstract: die is a kind of important processing technology and equipment, is the national economy each industrial sector development the important basis of the one. along with the development of the industrial production of industrial products, shape, quantity, quality and demand more and more. in order to make students more profound understanding of mould knowledge, this paper will die material and heat treatment in the mold the teaching application provides a brief explored.key words: advanced materials; heat treatment; mould teaching; application中图分类号:tg76文献标识码:a文章编号:1.模具材料与热处理教学现状分析《模具材料与热处理》是职业院校模具设计与制造专业的一门主干专业课程,同时也是一门专业的基础课程。
通过该课程的学习,可以使学生学得有关模具、工程结构以及机械零件等常用的金属材料的理论基础知识和热处理的基础知识,使学生具备基础的根据模具零件的加工条件与失效方式等进行材料的合理选择与使用,并且可以独立的完成模具零件的冷、热加工工艺线路的制定。
塑料模具的热处理工艺的研究【摘要】在制造塑料零件时,塑料模具是必不可少的一种工具。
各类模具的制备及生产才使得各式各样的塑料用具被制造出来。
本文,首先阐述了塑料模具的制备方法,其次明确了塑料模具制备中需要考虑的选材问题和制造过程中热处理工艺问题等进行了简单的介绍和粗略的研究。
【关键词】塑料模具;制备方法;热处理近年来,塑料制品的使用越来越广泛,为了追求不同的性能,需要对其制备工艺进行改善。
而塑料制品的生产离不开塑料模具的使用。
塑料模具,一般由钢材制作,是用来制备塑料制品和控制产品精确尺寸的配套工具。
而生活中使用的塑料产品种类繁多,所以塑料模具也多种多样。
下面介绍几种常见钢塑料模具的制备方法。
1.塑料模具的制备方法1.1低碳钢及其合金钢模具参考20Cr钢模具的制备顺序为:①配料、锻造、退火;②粗加工后冷挤压,然后再结晶退火;③进行精加工,再渗碳处理、淬火、回火;④,最后进行打磨抛光,然后组合安装。
1.2高合金渗碳钢模具常见的如12CrNi4A钢模具的制备方案为:①配料、锻造、正火加高温回火;②然后粗加工后又高温回火;③、④两个步骤则和上述相同。
1.3调制钢制模具其中最具代表性的40Cr钢模具的生产工艺为:①配料、锻造、退火;②粗加工后进行调质;③精加工后修整并研磨抛光;④最后将其装配完成。
1.4碳素工具钢及合金工具钢模具使用较多的如CrWMn钢模具的制备工艺为:①配料、锻造、球化退火;②粗加工后再进行去应力退火;③半精加工后再精加工,然后再淬火和回火;④最后研磨抛光,并将其组装。
2.塑料模具热处理的影响因素及重点2.1塑料模具热处理的影响因素热处理是塑料模具的重要工艺过程,直接关系到塑料模具的性能以及产品的质量。
在对塑料模具进行热处理时,主要受到四大方面因素影响:即模具的制造精度、强度、工作寿命以及制造成本等。
其中,模具制造精度主要考虑组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大等问题;模具强度则主要与热处理工艺的规范化程度以及设备的完好程度等有密切关系;模具的工作寿命,即通过热处理,引起组织结构不合理、晶粒度超标等,可能会造成模具性能的下降,影响模具的工作寿命。
模具材料及热处理模具材料及热处理模具是制造机械零部件的重要工具。
模具材料的选择和热处理技术的掌握直接关系到模具生产的质量和效率。
本文将对模具材料和热处理技术进行详细介绍。
一、模具材料1.铸造模具材料铸造模具材料的主要特点是精度要求较低,机械性能要求不高,耐磨性好。
常用材料有灰铁、球墨铸铁和铸钢。
其中,灰铁是最常用的铸造模具材料,有良好的灵活性和耐磨性,但强度较低。
球墨铸铁强度稍高于灰铁,但制造工艺比灰铁复杂。
铸钢的强度最高,但质量要求较高,制造工艺也较复杂。
2.塑料模具材料塑料模具材料与铸造模具材料不同,精度要求较高,机械性能也要求较高。
常用材料有工程塑料、钢材、铝合金等。
工程塑料具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性,在制造大型塑料模具时应用广泛。
钢材的强度和硬度较高,在制造精密塑料模具时使用较多。
铝合金具有轻质、高强度和耐磨性好的特点,在制造小型塑料模具时使用较多。
3.压铸模具材料压铸模具材料要求耐高温、耐热疲劳和抗拉伸性能好。
常用材料有硬质合金钢、热工具钢和粉末高速钢。
硬质合金钢具有优异的耐磨和抗氧化性能,是制造大型压铸模具的首选材料。
热工具钢具有优异的耐高温性能,制造中型压铸模具时常用。
粉末高速钢具有优异的强度和硬度,适用于制造小型压铸模具。
二、热处理模具材料的热处理是制造质量可靠、寿命长的模具的关键。
常用的热处理方法有淬火、回火、正火、渗碳和氮化等。
1.淬火淬火是将模具材料加热至一定温度,然后迅速冷却,使材料表面形成高硬度的马氏体组织,提高模具材料的硬度和耐磨性。
淬火时应注意加热温度和冷却速度的控制,以免引起材料变形和裂纹。
2.回火淬火后的模具材料容易出现脆性,回火是将淬火后的模具材料在一定温度下重复加热,然后缓慢冷却,使材料得到一定的韧性和塑性,以提高模具材料的强度和韧性。
回火的选用温度和时间应根据模具材料的种类和使用要求来确定。
3.正火正火属于淬火和回火之间的一种中间火,是将模具材料加热至一定温度,然后缓慢冷却,以使材料获得一定的硬度和韧性。
模具材料热处理的必要性及处理技术的研究摘要:模具的制造精度:组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大造成模具在热处理后的加工、装配和模具使用过程中的变形,从而降低模具的精度,甚至报废。
正是模具处理技术与模具质量有十分密切的关联性,使得这二种技术在现代化的进程中,相互促进,共同提高。
文章从常用冲压模具材料的种类、冲压模具材料的合理选择对热处理的影响、冲压模具表面处理技术等方面出发,对常用冲压模具材料的分类及处理技术进行相应分析。
关键词:模具材料热处理预硬化技术1.模具材料性能在模具材料的选用过程中,必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。
模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。
强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标;硬度的高低将直接影响模具的使用寿命,对模具质量有重要影响;韧性反映材料在较强的冲击载荷的作用下,抵抗脆性断裂的能力,也是模具钢尤其是冲压用冷作模具钢的重要性能指标;抗疲劳性是指材料在重复载荷条件下抵抗疲劳破坏的性能指标。
工艺性能主要包括锻造性能和热处理性能等。
锻造性能是指材料经受锻压时的工艺性能;热处理工艺对模具质量有很大影响,在实际应用过程中,材料必须有较好的淬硬性和较高的淬透性,以保证模具硬度及耐磨性。
2模具材料的合理选择对热处理的影响冲压模具有很多类型,不同的冲压模具对材料性能的要求也不同。
因此,在选用模具材料时,应该以模具工作条件和使用寿命为依据对模具材料和热处理工艺进行合理选择,以保证模具质量。
某工厂在选择模具材料过程中,出于经济角度和热处理简便的考虑,最终选择T10A钢,在实际应用过程中,该材料热处理后硬度与要求相符,但热处理后模具产生较大变形,最终导致模具报废;为了保证模具热处理后的性能,热处理前应该对模具材质进行分析。
某工厂新进一批结构较为复杂的冲压模具,热处理后,模板上的圆孔变成椭圆形,甚至呈带状或块状分布。
出现这种现象的主要原因是模具钢中有不均匀的碳化物存在,因碳化物膨胀系数比钢小,加热时它阻止模具内孔膨胀,冷却时又阻止模具内孔收缩,最终出现变形。
工具钢的热处理工艺优化设计摘要:首先介绍工具钢的种类及其工作条件和性能要求。
通过对工具材料的机械性能、工艺性能和经济性分析,着眼于耐磨性与韧度等性能指标,对工具钢的热处理工艺进行了优化设计。
然后综合阐述典型工具钢的性能特点、热处理工艺及应用场合,得出耐磨性与韧度的合理配合是工具钢性能发挥的关键。
最后对工具钢合金化及热处理质量控制问题进行了介绍。
Abstract: The paper presents the type and working conditions and performance requirements of tool steel. Through the material mechanical properties, process performance and economic analysis of the tools, focusing on abrasion resistance and toughness, such as performance indexes, the tool steel heat treatment process is optimized. Then the paper expounds comprehensively the performance characteristics of typical tool steels and heat treatment process and applications, and concludes that the wear resistance and toughness of reasonable cooperation is the key of tool steels performance. Finally on tool steel alloying and heat treatment quality control problems were introduced.关键词:工具钢;热处理工艺;优化设计Key words: tool steels;heat treatment process;optimization design 中图分类号:TG1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0038-02 0引言随着我国装备制造业的快速发展,工程材料的合理应用越发显得重要。
模具材料及热处理的研究与应用【摘要】当前模具制造的成本费用比较高,尤其是一些比较精密复杂的冷冲模和塑料模以及压铸模等等各种模具。
在采用一定热处理技术之后可以提高模具的应用质量与使用性能,同时也可以大幅度的提高模具寿命,对比而言,有着特别显著的商业利益与经济效益,中国模具技术分析研究工作者也相当重视模具热处理技术的快速发展。
本文通过对一些热处理技术分析研究对模具材料的一些应用,希望对我国在模具材料及热处理的分析研究领域能有所帮助。
【关键词】模具制造热处理技术前言:由于模具制造水平的不断提高,模具行业的先进技术也随之不断进步,模具国家产业化也取得了非常好的成绩,这些年来,我国机械制造技术不断进步,在模具行业的发展增长的势头也有所控制,模具技术的机械工业产品出口也在稳定增长,在这样一个大环境下,我国如何在模具制造技术方面打开一个新局面变得尤其重要,模具水平象征着一个国家的生产力,模具制造技术的发展也在影响着国家的经济的发展,有着十分重要的作用。
热处理技术与模具材料的组合也成为了人们眼中比较重要的问题之一,如何处理好这些方面的困境将是我们现在重要的课题之一。
一、真空热处理模具钢经过真空热处理之后有比较良好的表面形态,变形比较小。
同大气下的淬火相比较而言,真空油淬之后模具表面硬化还算比较均匀,并且稍微高一些,最为主要原因是因为真空加热的时候,模具钢表面表现的活性状态,而且不脱碳,不能产生阻碍模具钢冷却的一层氧化膜。
而在真空之下加热,钢的表面有着一种脱气效果,因而拥有比较高的力学方面性能,加热炉内真空度越高,钢抗弯强度也就越高。
真空淬火之后,钢的断裂韧性也有所增高,模具寿命比常规工艺普遍提高百分之四十以上,甚至更高。
这种冷作模具真空淬火技术早已得到比较广泛的应用。
二、深冷处理这些年来的分析研究工作表明,我们可以了解到,模具钢经深冷处理,可以提高其力学性能,一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。
模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行,也可以在淬火与回火之后再进行一下深冷处理。
模具材料及热处理之浅见随着我国工业化进程的加快,我国工业模具行业也获得了空前的发展,对于模具制造人才的需求也越来越大。
但是,就当前情况来看,模具专业的人才还不能满足我国制造业发展的要求,因此,在模具教学实践中,增加模具材料及热处理的研究,提高学生的综合能力水平,为我国工业制造业培养合格的人才。
1常用的模具材料介绍分析就目前的发展来看,我国主要采用低合金工具钢和高碳高铬工具钢作为冷作模具钢的主要材料。
低合金工具钢具有一定的耐磨性和淬透性,遇到热处理时,产生的变形相对较小,但是,在经过锻后处理时,要控制好冷却的速度,并通过适当的热处理工艺,使得碳化物呈现出均匀的粒状状态,如果处理不好,形成网状的状态,很容易在模具的使用过程中,发生开裂和崩刃的现象。
相比之下,高碳高铬工具钢虽然具有较好的耐磨性,但是,容易和碳结合,碳化物偏析现象较为严重,因此,发生变形时,韧性会受到影响。
近年来,一些新的模具钢材脱颖而出,其中,GD钢的使用寿命较长,CH钢常应用与汽车工业,作为模具零件,DS钢的冲击韧性较好,在热处理时,变形较小,并且耐磨性和强韧性都很好。
在模具工业中,塑料成形工艺始终占有重要的位置。
早期,我国在生产塑料模具是,还没有合适的材料。
国外普遍使用得P20钢,我国南方的一些工厂在20世纪80年代以率先使用。
P20钢经过改良后,是瑞典生产的718钢,这种钢材的淬透性更高,硬度也相对均匀,因此使用也更加广泛。
如今,我国也自主研发出一些新的模具专用钢材。
例如还有硫的模具钢,采用特殊工艺改善硫化物的形态和分布情况,可用于各种模具的加工。
使用较为广泛的还有一种钢材,这种钢材最为显著的特点是,不用经过调质处理,在进行锻、轧工艺后,就可以达到预期的硬度,在一定程度上节约成本,增加经济效益。
另外,一些塑料模具钢具有良好的耐腐蚀性,综合性能也较为良好。
2模具材料及热处理课程的教学情况分析模具设计与制造专业的主干课程就是《模具材料及热处理》课程,同时也是此专业的基础课程。
简析常用模具材料及其热处理工艺摘要:近些年,模具行业发展如火如荼。
但由于我国模具行业起步较晚,因而在材料质量与热处理工艺方面存在诸多不足。
随着行业市场的竞争加剧,怎样提高模具生产质量、节约产生周期成为企业主要研究内容,实现经济效益最大化。
为此,笔者结合实践研究,就常用模具材料与热处理工艺进行简要分析。
关键词:模具材料;热处理;工艺分析模具作为重要加工装备,是我国制造业发展基础前提。
伴随着工业生产技术的提高,对模具材料属性要求业有了新的要求,材料使用量不断增加。
模具材料性能高低关系着产品质量与经济效益。
影响模具使用年限的因素有热处理不当、材料选择不当、工艺技术不到位。
其中,热处理不当影响占据50%、选择不当占据29%。
因此,做好模具材料与热处理控制尤为关键。
一、模具材料与热处理工艺重要作用(一)模具制造对装备制造业的作用模具制造作为装备制造业重要环节,装备制造业发展对现代工业发展具有重要影响。
工业发展在社会发展中占据重要地位,特别是模具制造业相对于发达国家有待进一步提升。
目前,我国为顺应全球工业发展在模具制造业中投入了大量人力、物力、财力,推动装备制造业进步。
因此,工业发展中需要加大各方面物资投入。
(二)材料与热处理对模具加工的作用第一,模具材料采购是模具加工第一环节,材料质量影响着模具质量与模具制造效率。
通常判断模具质量需要从模具表面光滑性、模具精准性、模具性能。
其中,光滑度与精准性需要依靠制造的机械设备,若设备与技术成熟其模具表格比较光滑、精准,反之模具表面粗糙、偏差大。
此外,模具性能关系着生产效率,分为加工设计、选材标准、热处理工艺。
其中,材料选择是主要因素,不管对成品质量还是加工过程都有着重要影响。
模具材料准确性决定着模具制造效果。
第二,热处理是确保产品发挥有效作用的根本。
模具产品质量与性能离不开热处理技术,材料需要经过热处理才能发挥有效作用。
二、模具材料概述(一)冷作模具材料该种材料类型复杂且形状结构差异明显,模具材料应用条件与性能差异显著。
浅谈常用模具材料及其热处理工艺【摘要】模具制造业是装备制造业的基础性工业种类。
模具制造的质量要求很高,模具制造要求具有高度的精密度,制作模具的工期要短,模具要具有寿命长、成本低的主要特点。
模具材料的选择是模具制造中基础性的环节,模具材料的选择直接影响到模具制造的质量。
模具制造的热处理工艺是制造模具中重要的技术种类。
研究模具材料的选择和热处理工艺,就是从理论层面探讨模具制造业的重要技术,为装备制造业的发展提供理论与实践的依据。
【关键词】模具材料;选择;热处理;工艺;设计0.前言模具制造业的发展在我国相对缓慢,模具材料的选择,模具工艺的提升需要依靠大量的现实操作。
模具材料对模具寿命起到至关重要的作用,材料的选择影响着加工过程的难易程度。
热处理工艺对模具的制作种类有明显的影响。
模具材料选择和热处理工艺是模具制造业中基础的技术种类,需要在生产制造过程中,进行细致的研究和技术革新。
1.模具工业对装备制造业的重要作用工业是一个国家生存和发展的重要支柱。
我国工业发展经历了多个重要的变革时期。
工业水平决定了一个国家在世界经济中的地位。
装备制造业是工业发展中一个重要的分支,装备制造业对工业生产起到基础性的推动作用。
模具工业是装备制造业的重要组成部分。
模具工业进入到市场竞争以来,显现出很多相对落后的弊端。
我国模具制造水平虽然在工业发展中取得了一定进步,但是,在生产技术方面与世界上先进国家还存在很大差距。
装备制造业的快速发展,刺激着模具制造业的技术进步。
模具制造在生产的具体细节上,需要进一步加快技术更新才能适应装备工业的发展,才能从根本上快速提升经济效益。
2.模具材料选择和热处理工艺对模具制造的重要影响模具材料选择的影响部分。
模具的质量衡量标准主要分为模具的精确度、模具的光滑度、模具的性能。
模具的精确度和表面的光滑度是由机械加工的水平决定的,而模具的性能则是由在生产加工过程中的设计环节、材料选择环节、热处理工艺操作和具体的使用操作等因素决定。
冲压模具材料的分类及强化处理技术
[摘要] :随着现代制造技术的不断进步,尤其是汽车、电子、航空工业的快速发展,越来越多的产品要求模具在高温、高速条件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等,在一定程度上给模具制造业带来了挑战。
文章从常用冲压模具材料的种类、冲压模具材料的合理选择对热处理的影响、冲压模具表面处理技术等方面出发,对常用冲压模具材料的分类及处理技术进行相应分析。
[关键词] :冲压模具材料;热处理;表面处理;模具材料性能
模具作为工业生产的重要工艺设备,在其实际应用过程中,具有生产效率高、材料利用率高、制件精度高、复杂程度高等优势,这些是其它加工制造技术无法比拟的。
模具生产技术已经广泛应用在汽车、电子、机械、仪表、家电、航空等行业中。
在很长一段时间内,模具作为重要工艺设备极大的促进了生产的发展,但是随着模具种类的不断增多,形状越来越复杂,加工工艺越来越困难,再加上热处理技术的限制,模具技术的发展速度逐渐缓慢,并出现各种质量问题。
在这种情况下,有必要对模具材料的种类进行分析并选取合适的模具材料以及对应的处理技术,确保模具质量。
1 常见冲压模具材料的种类及性能
1.1 常见冲压模具材料种类
常见冲压模具材料主要包括碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高
铬工具钢、高速钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。
其中,碳素工具钢价格便宜、加工性能较好,热处理后硬度高、耐磨性好。
一般在尺寸较小、形状简单且承受荷较小的模具零件中使用;低合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入适量的合金元素而形成的。
它的优势是能有效的降低淬火冷却速度,将热应力和组织应力降至最低,同时减小淬火变形和降低开裂倾向;高碳高铬工具钢不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性优势,还具有较好的淬透性、淬硬性、高稳定性等优势,热处理变形很小;高速钢硬度较高,还具有较高的抗压强度和耐磨性,通常采用快速加热和低温淬火工艺,在一定程度上改善了材料的韧性。
但是高速钢中的合金元素含量较高、成本高、脆性较大,再加上其工艺性能不佳,不能广泛应用在工业生产中;基体钢是在高速钢的基础上添加少量的其它元素,在具有高速钢好的耐磨性和硬度的前提下,其抗弯强度和韧性均有所提高。
一般用于制造冷挤压、冷镦模具;硬质合金一般具有较高的硬度和耐磨性,而钢结硬质合金的性能更佳,它是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂,以碳化钛、碳化钨等材料作为硬质相,用粉末冶金的方法烧结而成,用这种材料制作的模具坚固耐用,适合在大批量生产用模具上应用。
1.2模具材料性能
在模具材料的选用过程中,必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。
模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。
强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标;硬度的高低将直接影响模具的使用寿命,对模具质量有重要影响;韧性反映材料在较强
的冲击载荷的作用下,抵抗脆性断裂的能力,也是模具钢尤其是冲压用冷作模具钢的重要性能指标;抗疲劳性是指材料在重复载荷条件下抵抗疲劳破坏的性能指标。
工艺性能主要包括锻造性能和热处
理性能等。
锻造性能是指材料经受锻压时的工艺性能;热处理工艺对模具质量有很大影响,在实际应用过程中,材料必须有较好的淬硬性和较高的淬透性,以保证模具硬度及耐磨性。
2冲压模具材料的合理选择对热处理的影响
冲压模具有很多类型,不同的冲压模具对材料性能的要求也不同。
因此,在选用模具材料时,应该以模具工作条件和使用寿命为依据对模具材料和热处理工艺进行合理选择,以保证模具质量。
某工
厂在选择模具材料过程中,出于经济角度和热处理简便的考虑,最终选择T10A钢,在实际应用过程中,该材料热处理后硬度与要求相符,但热处理后模具产生较大变形,最终导致模具报废;为了保证模具热处理后的性能,热处理前应该对模具材质进行分析。
某工厂新进一批结构较为复杂的冲压模具,热处理后,模板上的圆孔变成椭圆形,甚至呈带状或块状分布。
出现这种现象的主要原因是模具钢中有不均匀的碳化物存在,因碳化物膨胀系数比钢小,加热时它阻止模具内孔膨胀,冷却时又阻止模具内孔收缩,最终出现变形。
从上述内容可以看出,冲压模具材料的合理选择对热处理有重要影响。
为了保证模具质量和热处理工艺的顺利进行,应该对冲压模具材料进行合理选择。
3冲压模具的表面处理
模具除要求基体金属具有足够高的强度和韧性外,其表面性能对
生产效率和模具寿命也有很大影响,包括耐腐蚀性能、耐磨损性能及疲劳性能等。
举例说明,冲压生产高强度板材时,模具表面易产生划伤、棱角磨损等缺陷,需要经常下模修理,严重影响生产效率。
该问题可以通过模具表面处理技术来解决。
模具的表面处理技术已经非常成熟,主要分为物理表面处理法和化学表面处理法两种。
3.1化学表面处理
从广义上说,化学表面处理可以分为表面扩散渗入和表面涂覆两大类型。
其中,表面扩散渗入的处理方法是将模具放置在具有特定温度和特定活性介质的密闭空间里保温,使特定介质渗入模具表面,改变模具表面的化学成分和组织,从而提高模具材料表面的耐磨性、耐蚀性等,主要包括渗氮、渗碳、碳氮共渗等;表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一层新材料的技术,以达到提高模具表面性能的效果,其中化学表面涂覆技术主要包括化学镀、离子注入、化学气相沉积等。
3.2物理表面处理
物理表面处理技术是指用物理的办法对模具材料的表面进行强化处理,使模具表面获得较高的力学性能和物理性能。
主要包括激光表面淬火、高频淬火等技术,可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲劳性能等。
4结语
模具凭借其独特优势在工业领域中广泛应用,然而在生产制造过程中,模具容易因材料选择错误或处理技术不合适等出现相应问题,在一定程度上影响模具质量和使用寿命。
文中通过对常用冲压模具材
料的种类进行分析,并采取合适的热处理、表面处理技术,使冲压模具的性能得到改良,在生产中更好的发挥其作用。
随着经济和科学技术的发展,工业生产对模具的性能和精度要求将会进一步提高。
为了更好的满足时代发展需求,我们要不断对冲压模具材料、热处理技术、表面处理技术进行改良。
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