模具制造工艺及实训教案.doc

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1、成都电子机械高等专科学校教案课程名称模具制造工艺及实训任课教师谢建任课系机械工程系教研室模具专业教研室教学课题第9章模具的热处理及表面强化技术9.1模具的热处理教学目的与要求1、掌握模具零件常规热处理的方法；2、了解真空热处理的特点；3、了解常用模具钢的热处理工艺教学重点备类模具对模具材料的性能要求难点正确拟定各种模具用钢的热处理规范主要教学方法和手段讲授、讨论教具多媒体课后作业思考题与习题1.简述模具钢的热处理目的及热处理工艺的分类。2.什么是真空热处理？真空热处理的特点是什么？真空热处理技术的关键是什么？3.冷作模具、热作模具、数料模具的工作条件和对模具材料的性能要求是什么？第

2、9章模具的热处理及表面强化技术模具在实际生产使用屮表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起的失效居于首位。在模具设计制造过稈屮，若能正确选用钢材，选择合理的热处理及表面强化技术工艺，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作丿II。肖前模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术和模具的表面强化技术。9.1模具的热处理9.1.1模具钢的热处理模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和I叫火。由于真空热处理技术具有防止加热氧化、不脱碳、变形小及硬度均匀等特点，近年来得到广泛的推广应用。1.退火工艺退火一般是指将模具钢加热到临界温度以

3、上，保温一定时间，然后使其缓冷至室温，获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。其组织为铁索体基体上分布着碳化物。目的是消除钢中的应力，降低模具材料的硬度，使材料成分均匀，改善组织，为后续工序（机加工、冷加工成形、最终热处理等）做准备。退火工艺根据加热温度不同可分为：1）完全退火2）不完全退火3）等温退火4）球化退火图9.1.1为三种常用的球化退火工艺。HM/h图9.1.1常用球化退火工艺图9.1.2正火工艺1-次球化退火；2-等温球化退火；3-多次球化退火1.正火工艺正火工艺是将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Acc.ni（对于过共析钢）以上适当的温度,保温一定时间，使Z完全奥氏体化，

4、然后在空气中冷却，得到珠光体类型组织的热处理工艺。正火与完全退火相比，两者的加热温度基本相同，但正火的冷却速度较快，转变温度较低。冷却方式通常是将工件从炉中取出，放在空气中自然冷却，对于大件也可采用鼓风或喷雾等方法冷却。正火工艺规范如图9.1.2所示。2.淬火与冋火淬火和回火是模具钢或模具零件强化的主要手段。将钢加热到临界点Acl或Ac3以上一定温度，保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度进行冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体纟H.织的热处理工艺称为淬火。冋火是淬火工艺的后续工序，是将淬火示的钢加热到Acl以下某一温度（根据I叫火后的组织和性淬火工艺的关键是要控以便淬火肩获

5、得细小的为常用模具钢的相变点能要求而定），充分保温后，以适当的速度进行冷却的热处理工艺。制加热速度、淬火温度、保温时间以及冷却速度。淬火温度的确定淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则,马氏体组织。淬火加热温度主要根据钢的临界点来确定。表9.1.1及淬火加热温度。另外，淬火温度还应考虑模具的形状尺寸、原始组织等因素。表9.1.1常用模具钢的相变点及淬火加热温度牌号Acl或Ac3/°C淬火温度/°C牌号Acl或Ac3/°C淬火温度/°C45780820〜8509SiCr770860-880T8A-T12A730770—800Crl2MoV8101000〜105040cr

6、780830〜8603Cr2W8V8101050〜110060Si2Mn820840〜870W6Mo5Cr4V28101190〜1230GCr574582〜860W18Cr4v8201260〜1290（2）淬火时问的确定淬火加热时间参见有关热处理手册。（3）淬火介质常用的淬火介质有水、NaCl（5%^10%）水溶液、NaOII仃0%—50%）水溶液以及各种矿物汕等。模具淬火可以在水、汕或空气屮进行。（4）冋火I川火是紧接淬火的-•道热处理T艺，大多数淬火模具钢都要进行I川火。目的是稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑性和韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合，以满足不同模具

7、的性能要求。决足模具冋火麻的组织和性能嚴重要的因索是冋火温度。回火可分为低温、中温和高温回火。1.真空热处理零件在真空炉屮加热后，将屮性气体通入炉内的冷却室，在炉内利用气体讲行淬火的为气冷真空处理炉，利用汕进行淬火的为汕冷真空处理炉。（1）真空热处理的特点1）因为在真空屮加热和冷却，氧的分压很低，零件表血氧化作用得到抑制，从而可得到光亮的处理表瓯。2）在大气屮熔炼的金属和合金，由于吸气而使韧性下降，强度降低，在真空热处理时，可使吸收的气体释放，从而增加了强度和韧性，提