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1、模具基本知識講義常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理常見模具材料常見模具材料及熱處理沖模二廠常用的模具材料如下﹕1.SS41(JIS)2.SKD11(JIS)3.YK30(SK3)4.SKH-9(JIS)5.PD206.DC53(JIS)7.SKD618.A3鋼9.鎢鋼10.45鋼等常見模具材料及熱處理SS41(JIS)為日本鋼材牌號,相當於中國的A3鋼.屬於低碳機械構造用鋼.該鋼材含碳量為0.30%,不能進行熱處理,硬度不高;塑性較好,強度較低,機械加工性能好,可以滿足模具中非成形模板性能要求.該鋼材適用於模具結構中的打背板,上托板,下托板,上墊腳,下墊腳
2、,上模座,下模座,墊板和夾板等受力不大的模板和零件.常見模具材料及熱處理SKD11(JIS)該鋼材冷作模具合金工具鋼.相當於中國的Cr12MoV,是一種高C,高Cr型合金鋼.各元素含量為1.45%~1.70%C,11.00~12.50%Cr,0.40~0.60%Mo,0.15~0.30%V.高碳保証獲得過飽和的馬氏體(該組織很硬),以確保高硬度,高耐磨性和一定的熱硬性(鋼材在高溫如500攝氏度仍能保証足夠的硬度).鉻可以極大地增加鋼的耐磨性能,同時還大大改善了鋼的淬透性(鋼材淬火後能獲得外部較硬,心部較軟的現象稱為淬透性.淬硬的越多表明淬透性越好).鉬釩不僅增加
3、回火的穩定性,尚可細化晶粒,改善碳化物不均勻性,從而提高鋼的強度和韌性.其正常工作時地硬度為HRC58~64.適用於受力較大的模具成形模板.如上打板(通常熱處理HRC52)和下模板(通常熱處理HRC58).常見模具材料及熱處理YK30(SK3)該鋼材為日本牌號,含碳量較高,屬於碳素工具鋼.YK30是SK-3的改良鋼種,具有較SK-3更佳的強韌性和硬化能,同時還有易加工性能,且具有一般高碳鋼的高硬度和高耐磨性.各元素含量為:1.00~1.10%C,0.8~1.10%Mn,0.2~0.6%Cr.熱處理後硬度為HRC50,用於局部受力較大的模板(采用一般的鋼板會產生較
4、大的變形),如模具的上下墊板,夾板,打板等.常見模具材料及熱處理SKH-9(JIS)為合金工具鋼,相當於中國的W6Cr4Mo5V2合金工具鋼.由於含有鎢元素,使其具有熱硬性,同時提高了鋼的回火(熱處理的一種,常為減少或消除內應力)穩定性.釩與碳形成碳化物硬度高達HRC83.因此,該鋼材硬度較高,熱處理後硬度可達到HRC65.但脆性大,塑性差,不易進行切削加工.適用與作直徑小於3.0的沖子材料.常見模具材料及熱處理熱處理基本知識1金屬結構及合金化兩種或兩種以上元素相互作用時形成合金,合金中組元原子相互作用的情形可能有:固溶體:異類原子能以不同的比例混合,形成與某一
5、組元相同的晶體結構,如置換式,間隙式化合物:異類原子能以固定的比例混合,形成與組金屬材料強化途徑A固溶強化:合金元素固溶到基體金屬中形成固溶體時,合金的強度及硬度一般會得到提高,基體塑性則不降低.少量多元B沉淀強化:過飽和固溶體分解析出彌散相,引起合金強化C冷變形強化:金屬材料在再結晶溫度以下的變形,會引起強度升高,而塑性降低.D第二相相強化:超過極限溶解度的部分形成過剩的第二相,其強化效果與過剩相性能的本身有關;還與其形態/大小/數量及分布關(彌散強化).E細晶強化:基體相晶粒細化及過剩相晶粒細化,晶粒越細,單位體積內的晶界面積越大,對位錯運動的阻力越大,因而
6、強度及塑韌性越高.主要手段有;變質處理變形及再結晶壓鑄加難熔質點作為非自發晶核等3金屬材料之熱處理工藝退火:消除殘余內應力/成份不均勻/組織不穩定等缺陷固溶處理:對於第二相在基體相中的固溶度隨溫度降低而顯著減小的合金,將其加熱至能全部溶入固溶體的溫度,保持一定時間后,以快於第二相自固溶體中析出速度冷卻,獲得過飽和固溶體的過程.C時效:過飽和固溶體處于不平衡狀態,因而有發生分解和析出過剩溶質原子(呈第二相形式析出)的自發趨勢,使合金的強度/硬度升高,但塑性及抗蝕性下降.常見模具材料及熱處理改善鋼的性能,通常采用兩個途徑:1.調整鋼的化學成分,加入合金元素(如鎂,鉬
7、,鎳等),即合金化;2.實施鋼材的熱處理.熱處理是通過加熱,保溫,冷卻之操作方法,使鋼的組織結構發生變化,以獲得所需要的性能之加工工藝.常見模具材料及熱處理鋼的熱處理根據加熱和冷卻方法不同,大致分為:1.普通熱處理(通常稱為四把火即退火,正火,淬火,回火.也是最常用的熱處理方法)2.表面熱處理(如表面淬火和化學熱處理等).在日常機械加工過程中,時常需要進行熱理.熱處理可以是機械加工過程的中間環節,也可以是使機械零件達到規定技術要求的最終工序.常見模具材料及熱處理退火所謂退火，就是將金屬或合金加熱到適當溫度，保溫一定時間，然後隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝，其實質是將鋼
8、加熱奧氏體化后進行珠光體
