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模具材料与热处理技术作业指导书第1章模具材料概述 (3)1.1 模具材料分类及功能要求 (3)1.1.1 模具材料分类 (4)1.1.2 模具材料功能要求 (4)1.2 常用模具材料介绍 (4)1.2.1 碳素钢 (4)1.2.2 合金钢 (5)1.2.3 工具钢 (5)1.2.4 高速钢 (5)1.2.5 硬质合金 (5)第2章模具钢的热处理原理 (5)2.1 热处理的基本概念 (5)2.2 热处理工艺对模具功能的影响 (5)2.2.1 退火 (5)2.2.2 正火 (5)2.2.3 淬火 (5)2.2.4 回火 (6)2.3 模具钢热处理常见缺陷及防止方法 (6)2.3.1 常见缺陷 (6)2.3.2 防止方法 (6)第3章模具钢的退火处理 (6)3.1 退火处理的目的与分类 (6)3.2 退火处理工艺参数选择 (7)3.3 退火处理对模具功能的影响 (7)第4章模具钢的正火处理 (8)4.1 正火处理的目的与分类 (8)4.2 正火处理工艺参数选择 (8)4.3 正火处理对模具功能的影响 (9)第5章模具钢的淬火处理 (9)5.1 淬火处理的目的与分类 (9)5.1.1 马氏体淬火：通过快速冷却，使奥氏体转变为马氏体，获得高硬度和高强度。
95.1.2 贝氏体淬火：在较低的温度下进行淬火，使奥氏体转变为贝氏体，提高模具的韧性。
(9)5.1.3 珠光体淬火：在更高的温度下进行淬火，使奥氏体转变为珠光体，获得适当的硬度和韧性。
(9)5.2 淬火处理工艺参数选择 (9)5.2.1 淬火温度：根据模具钢的成分和所需功能，选择合适的淬火温度。
过高或过低的淬火温度都会影响模具的功能。
(9)5.2.2 淬火介质：选择合适的淬火介质，如油、水、盐水等，以保证模具在淬火过程中达到所需的冷却速度。
(9)5.2.3 淬火时间：根据模具的尺寸和形状，确定合适的淬火时间。
过长或过短的淬火时间都会影响模具的功能。
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。
模具材料及热处理模具材料及热处理1．金属组织1.1金属具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。
金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。
1.2合金由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
1.3固溶体是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
1.4固溶强化由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
1.5化合物合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
1.6机械混合物由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。
2．金属硬度2.1硬度金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。
硬度试验方法简单易行，又无损于零件。
实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。
三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。
布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。
布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
2.1.1洛氏硬度HRA、HRC：洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。
但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。
热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。
本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。
它主要用于制造业和加工业。
它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。
热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。
为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。
所以，模具应属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。
一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。
现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。
如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。
高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。
适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点摘要：冲压模具常用金属材料热处理工艺，需要严格控制各个环节质量，保证金属材料性能的基础上，经过热处理后经过冲压处理成为设备零部件，促进设备抗磨损与耐压性能提升，延长设备使用寿命。
但金属材料热处理过程中容易出现变形问题，变形严重时直接造成材料开裂，影响到材料质量，本文就此展开论述。
关键词：冲压模具；热处理工艺；技术控制1、冷冲压模具常用金属材料1.1碳素工具钢材料在我国碳素工具钢的产量非常大，使用也非常广泛。
这主要是因为碳素工具钢具备一些显而易见的优点：第一，可锻性好，方便锻造成所需的形状；第二、退火易软化，退火之后迅速软化，便于下一步的加工流程；第三、切削加工性好，因为碳素工具钢硬度小，非常容易进行切削处理；第四、价格便宜，这是决定碳素工具钢得以广泛使用的根本原因。
但同时，碳素工具钢也还存在许多不足之处，比如淬透性低，需额外通过水作为加工过程中的冷却剂，如此就会造成碳素工具钢发生更多的变形及断裂等问题。
因为碳素工具钢具备的这些优缺点，它适用的模具一般都具有这样的特点：尺寸较小，受力不大，形状较为简单，且对形状的变行要求不是很高，用碳素工具钢制作这样的模具，可以节省大量资源，但对于那些大受力、形状复杂、形状变形要求高的模具用碳素工具钢并不适合。
1.2高碳高铬模具钢材料与碳素工具钢相比，高碳高铬模具钢表现出了更好的淬硬性、淬透性、耐磨性，高碳高铬模具钢因为本身不容易发生变形等特性，被看作是高耐磨及微变形模具钢，高碳高铬模具钢要比高速钢在承载能力方面稍低。
高碳高铬模具钢的缺点是碳化物有比较严重的偏析问题，在实际冲压过程中必须对其反复进行改锻、镦拔，以逐步改善材料内碳化物的均匀水平，如此才会提升高碳高铬模具钢的使用性能。
1.3高速钢材料目前使用的高速钢，多是通过添加钼系元素等方式锻造出来的，高速钢因而具有非常优秀的使用性能，优势最明显的地方就是热塑性及强韧性都非常高，也因此获得非常大的发展空间，在冷作模具高精度及大批量工业化生产中，占有非常重要的地位。
模具材料及热处理新工艺新技术模具材料及热处理是现代制造业中非常重要的关键技术。
随着制造业的不断发展和进步，对模具材料和加工工艺的要求也越来越高。
新的工艺和技术在模具材料的选用和热处理工艺上有着重要的应用和意义。
下面将介绍一些模具材料及热处理新工艺新技术的应用和发展。
首先，关于模具材料的选用，传统的模具材料主要包括工具钢、冷作模具钢、高速钢等。
这些材料具有一定的硬度和耐磨性，但在一些特殊环境下存在一些问题。
例如，高速钢在高温条件下容易软化，而工具钢和冷作模具钢在高温应力作用下容易发生开裂。
因此，为了解决这些问题，一些新型模具材料开始被广泛应用。
新型模具材料主要包括硬质合金、陶瓷材料和复合材料等。
硬质合金具有高硬度、高强度和优异的耐磨性，广泛用于冲压模和挤压模等高磨损模具。
陶瓷模具材料具有优异的高温性能和化学稳定性，广泛用于注塑模、压铸模和玻璃模等高温环境下的模具。
复合材料具有优异的机械性能、耐磨性和抗腐蚀性能，广泛应用于塑料模具、铸造模具和压力机模具等。
其次，关于模具材料热处理工艺的发展，传统的热处理工艺主要包括淬火、回火和正火等。
然而，随着模具工艺的不断发展，传统的热处理工艺已经无法满足对模具材料性能的要求。
因此，一些新的热处理工艺开始被广泛应用。
新的热处理工艺主要包括表面改性技术和热处理参数优化技术等。
表面改性技术包括氮化、渗碳、氧化和涂层等。
这些技术能够在材料表面形成一层硬度高、耐磨性好和抗腐蚀性强的保护层，提高模具的使用寿命和工作性能。
热处理参数优化技术通过对热处理工艺参数的优化调整，可以使模具材料在保持高硬度的同时，具有更好的韧性和抗裂性能等。
总之，模具材料及热处理新工艺新技术在现代制造业中有着非常重要的应用和发展。
通过选用新型模具材料和优化热处理工艺参数，可以提高模具的使用寿命和工作性能，从而降低生产成本，提高生产效率。
随着制造业的不断发展和进步，模具材料及热处理新工艺新技术将会得到进一步的完善和应用。
《模具材料及热处理》教学大纲适用专业:模具设计与制造三年制专科学分和学时：2学分，36学时一、课程的性质、目的和作用《模具材料及热处理》是模具设计与制造工程技术人员必须了解的基本知识之一。
本课程目的是使学生了解模具材料种类与对应热处理方法和原则，掌握常用的模具表面处理技术。
具备合理选用材料和热处理方法的能力，以提高模具使用寿命，改善生产效益，也可以通过实践运用，对模具材料和热处理方法做改进。
《模具材料及热处理》是模具基础课程，对模具专业技术课有支撑作用。
合理选用材料和热处理工艺能力是本专业学生在未来岗位群工作中不可缺少的。
因此，本课程是培养能力的一门基础课程。
它是模具设计与制造三年制专科专业选修课，专业技术课的支撑课程。
课程教学的基本要求：了解常见模具的失效分析方法，了解模具材料和热处理的选用原则；明确模具材料、热处理工艺及表面处理技术与模具使用性能、使用寿命、生产成本、经济效益之间的关系；充分理解冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料的材料牌号、主要成分、性能特点、工艺特点、主要用途等，并能合理的选择模具材料及热处理方法，具备热处理工艺安排的基本技能。
二、课程内容和教学要求1 绪论●模具材料的作用和地位●模具材料的应用与发展教学要求：了解模具材料的作用和地位，了解我国的模具材料应用和发展现况。
2 模具失效与使用寿命●模具的失效分析●典型模具的服役条件及失效形式●模具的使用寿命及其影响因素教学要求：深入了解、理解模具失效形式、原因、影响因素。
3 模具材料概述●模具材料的分类●模具材料的性能、选用与发展教学要求：深入了解、理解模具材料的分类、模具材料的性能、选用与发展.4 冷作模具材料及热处理●冷作模具材料的主要性能要求●冷作模具材料及热处理●冷作模具材料及热处理工艺的选用实例教学要求：深入了解、理解冷作模具材料的主要性能要求，应当具有冷作模具材料及热处理工艺选用的基本能力。
5 热作模具材料及热处理●热作模具材料的主要性能要求●热作模具材料及热处理●热作模具材料及热处理工艺的选用实例教学要求：深入了解、理解热作模具材料的主要性能要求，应当具有热作模具材料及热处理工艺选用的基本能力。
模具材料及热处理1．金属组织金属具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性同时其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。
金属内部原子具有规律性排列的固体〔即晶体〕。
合金由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成局部。
固溶体是一个〔或几个〕组元的原子〔化合物〕溶进另一个组元的晶格中，而仍维持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化由于溶质原子进进溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象喊固溶强化现象。
化合物合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物由两种晶体结构而组成的合金组成物，尽管是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。
2．金属硬度硬度金属的硬度，是指金属外表局部体积内反抗外物压进而引起的塑性变形的抗力，硬度越高讲明金属反抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。
硬度试验方法简单易行，又无损于零件。
实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。
三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。
布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直截了当D的钢球压进金属外表，并维持一定的时刻，测量金属外表上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，喊布氏硬度，记作HB。
布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
洛氏硬度HRA、HRC：洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，能够直截了当读出硬度值，不损伤工件外表，可测量的硬度范围较宽。
但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果不离度大，再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。
它是用测量凹陷深度来表示硬度值。
洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。
