模具热处理技术的现状与展望doc.doc

模具热处理技术的现状与展望摘要：模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程它对模具的如下性能有着直接的影响模具制造精度：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 模具的强度：热处理工艺制定不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完好，造成被处理模具强度（硬度）达不到设计要求模具的工作寿命：热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等，导致主要性能如模具的韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降，影响模具的工作寿命模具的制造成本：作为模具制造过程的中间环节或最终工序，热处理造成的开裂、变形超差及性能超差，大多数情况下会使模具报废，即使通过修补仍可继续使用，也会增加工时，延长交货期，提高模具的制造成本正是热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 20世纪80年代以来，国际模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术、模具的表面强化技术和模具材料的预硬化技术关键词：模具热处理； 模具钢； 真空淬火； 强化； Status and Prospect of the mold heat treatment technologyAbstract: mold heat treatment is an important process to ensure that the mold performance. It follows the mold performance has a direct Connected. Precision mold manufacturing: organizational changes uneven, incomplete, and the formation of heat treatment residual stress caused by the deformation of the mold after the heat treatment processing, assembly and mold during use, thereby reducing the accuracy of the mold, or even scrapped. The strength of the mold: heat treatment process developed improper heat treatment operations are not standardized or heat treatment equipment status is not intact, causing the handle mold strength (hardness) of the design requirements. The working life of the mold: the heat caused by the irrational structure, grain size, such as excessive, resulting in major performance, such as mold toughness, thermal fatigue performance, anti-wear performance decline, affect the working life of the mold. Mold manufacturing costs: as an intermediate or final process of mold manufacturing process, heat treatment cracking, distortion-tolerance and performance ultra-poor, in most cases will die scrap, even if the repair can continue to use, will increase the working hours to extend the delivery time, improve mold manufacturing costs. Is the heat treatment technology and the quality of the mold has a very close correlation, making the two kinds of technology in the process of modernization, mutual promotion and common. Since the 1980s, the fast-growing area of ​​international mold heat treatment technology of vacuum heat treatment technology, the mold surface strengthening technology and pre-hardened mold material. Keywords: mold heat treatment; mold steel; vacuum quenching; carburizing; strengthening; wear resistance.一 模具热处理的现状1. 常用模具钢五十年代，我国模具用钢全部因袭国外钢号。

进入六十年代，为了节约原材料和提高毛坯精度，少无切削工艺和精密成形技术有了迅速的发展，为了提高生产效率，采用了许多高效压力加工设备，锻锤逐渐被压力机替代原用模具钢的性能常不能满足服役条件对性能的高要求，影响了模具的使用寿命和压力加工新工艺新设备的推广应用七十年代末，精密及大型工程塑料制品的使用日益广泛，对塑料模具用钢的需求量急剧增加，对塑料模具钢的性能也提出了新的要求，而我国当时尚无塑料模具专用钢 六十年代以来，在国家有关部委的支持下，中国科技工作者结合国情，开发出不少新模具钢，其中一些使用性能优异、工艺性能也比较好的新钢种受到模具制造和使用单位的欢迎在此期间也引进了一些国外通用的钢号，其中有些钢号通过生产试用，取得良好的效果对一些使用效果较好的冷作模具钢和热作模具钢，有关部门还分别组织了性能对比试验研究，提出了选择和应用的建议为满足高耐磨、长寿命模具的需要，五十年代末，我国硬质合金有了迅速的发展，同时也开发了多种钢结硬质合金，用做模具取得良好的效果 本文分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、硬质合金和钢结硬质合金论述1．冷作模具钢 目前我国常用的冷作模具钢仍是低合金工具钢CrWMn和高碳高铬工具钢Cr12MoV及Cr12这些老的钢号。

CrWMn钢有适当的淬透性和耐磨性，热处理变形小，但CrWMn钢锻后需较严格地控制冷速，并采用适当的热处理，使碳化物呈均匀细小的粒状，分布于基体上，否则易形成网状碳化物，导致模具在使用中的崩刃和开裂高碳高铬工具钢有高的耐磨性，但其碳化物偏析较严重，导致变形的方向性和强韧性的降低通过反复镦拨可在一定程度上改善其偏析程度 1981年，我国引入国际通用的高碳高铬工具钢(Cr12Mo1V1)和Cr12MoV钢相比，2钢的碳化物偏析较之Cr12MoV略有改善，强度与韧性稍有提高，2钢制作的模具，其使用寿命亦有不同程度的提高高速钢（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和强度，常用于制作模具，但其韧性不能满足复杂大型和受冲击负荷大的模具的需要 为了改善这类钢的强韧性，我国开发了一些新的冷作模具钢，如： 1.1低合金冷作模具钢 这类钢的主要特点是工艺性好，淬火温度低，热处理变形小，强韧性好，并具有适当的耐磨性如G(6CrMnNiMoVSi)、7CrSiMnMoV（简称CH）、S钢等G钢用于制作易崩刃、断裂的冷冲模具有高的使用寿命CH钢的成分与日本的SX105V钢相同，是一种火焰淬火钢，常用于制做汽车等生产线上用的模具零件，火焰淬火时加热模具刃口切料面，硬化层下又有一个高韧性的基体做衬垫，从而使模具获得较高的使用寿命。

S钢是一种冲击冷作模具钢，其冲击韧性显着优于常用的高韧性刀片用工具钢6CrW2Si 1.2基体钢 基体钢一般指其成分与高速钢淬火组织中基体化学成分相同的钢美国、日本在七十年代初即研究过牌号为VascoMA、VascoMatrixI和MO2的基体钢，相当于M2和M36高速钢的基体，但未得到广泛的使用我国研制了一些基体钢，如65Cr4W3Mo2VNb（简称65Nb）、65W8Cr4VTi（简称LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（简称LM2）钢等这些基体钢的主要特点是其含碳量稍高于基体的含碳量，以增加一次碳化物量和提高耐磨性，还加入少量的强碳化物形成元素铌或钛，以形成比较稳定的碳化物，阻止淬火加热时晶粒的长大并改善钢的工艺性能这类基体钢已较广泛地用于制作冷挤压、厚板冷冲、冷镦等模具，特别适于难变形材料用的大型复杂模具，还可用做黑色金属的温热挤压模具 1.3韧性较高的耐磨冷作模具钢 为了改善Cr12型冷作模具钢的碳化物偏析，提高其韧性，并进一步增加钢的耐磨性，我国做了大量的研究工作，开发出不少新的钢种，如L、ER5和GM钢等在这些钢中，适当降低了铬含量以改善碳化物偏析，增加钨、钼和钒的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性。

与Cr12型冷作模具钢比较，这类钢的碳化物偏析有所改善，有较高的韧性这类钢比Cr12型冷作模具钢有更好的耐磨性，因而制做的模具有更高的寿命，更适于高速冲床和多工位冲床的使用 2．热作模具钢[1] 我国常用的热作模具钢为5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V钢 5CrNiMo钢主要用做大中型锻模但其淬透性不够高，回火稳定性也不高，其性能不能满足大截面锻模对性能的要求3Cr2W8V钢广泛用做黑色和有色金属热挤压模和Cu、Al合金的压铸模这种钢的热稳定性高，使用温度达650?C，但钨系热作模具钢的导热性低、冷热疲劳性差 我国在八十年代初引进国外通用的铬系热作模具钢H13(4Cr5MoSiV1)，H13钢有良好的冷热疲劳性，在使用温度不超过600?C时，代替3Cr2W8V钢，模具寿命有大幅度提高，因此H13钢迅速得到推广应用，其产量已超过3Cr2W8V钢 为适应压力加工新工艺、新设备对模具钢在强韧性和热稳定性方面更高的要求，我国研制了不少的新热作模具钢，主要有： 2.1热锻模具钢 国内在八十年代，针对5CrNiMo钢的淬透性不能满足大截面锤锻模的需要和使用温度不超过500℃的问题，对国内外用钢做过大量的分析对比和研究。

研究工作表明，国外同类钢5CrNiMoV中的Cr、Ni、Mo含量均高于国产5CrNiMo钢，并含有少量的V，因而其淬透性和回火稳定性均高于国产5CrNiMo钢，并建议选用5CrNiMoV钢，用于制做大型、复杂的重载荷锤锻模[11] 国内还开发了大截面热锻模具钢5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi钢，已获得较广泛的应用[1]与5CrNiMo钢相比，这些钢中的碳含量稍低，提高了Cr和Mo的含量并加入适当的V和Si，因之有高的淬透性和热稳定性45Cr2NiMoVSi钢中的碳和硅，较之5Cr2NiMoVSi钢，稍有降低，更适宜于做锤锻模这种钢用于制造4000t以上机械压力机锻模和3t以上锻锤模，使用寿命较5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍3Cr2MoWVNi钢也是我国开发的一种热锻模用钢，有高的使用寿命 2.2热挤压用模具钢 H13已是国内外广泛使用的热作模具钢，在使用温度。