模具材料及表面工程技术 教学课件 作者 张蓉 钱书琨 主编第1章和第2章.pptx

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1、模具材料及表面工程技术模具材料的特性与分类2模具失效概述3冷作模具材料4热作模具材料5塑料模具材料6绪论1目录压铸模具材料7模具表面强化9模具钢的热处理8目录第1章绪论模具是一种重要的加工工艺装备。模具加工具有效率高、质量好、节约原材料、降低成本等优点,因而被广泛应用于机械工业生产的各个领域。模具用量与日俱增,对其要求也越来越高。为了提高模具的使用寿命,降低成本,增加效益,这就要求合理选用模具材料,合理实施热处理和表面强化,大力推广应用新材料、新工艺和新技术。模具材料与使用寿命2模具材料的选用原则3模具及模具材料的分类1第2章模具材料的特性与分类我国模具材

2、料的生产现状和发展趋势42.1模具及模具材料的分类12模具的类型模具材料的类型2.1.1模具的类型①冷作模具根据工艺特点,可将冷作模具分为冷冲裁模具和冷变形模具两类。②热作模具热作模具可分为热冲切模具、热变形模具和压铸模具三类。③型腔模具根据成型材料的不同,可将型腔模具分为塑料模具、橡胶模具、陶瓷模具、玻璃模具、粉末冶金模具等。2.1.2模具材料的类型①钢铁材料用于制造模具的钢铁材料主要是模具钢。通常将模具钢分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢三类。②非铁金属材料用于制造模具的非铁金属材料主要有铜基合金、低熔点合金、难熔合金、硬质合金、钢结硬质合金等。③

3、非金属材料用于制造模具的非金属材料主要有陶瓷、橡胶、塑料等。2.2模具材料与使用寿命12模具材料与模具寿命锻造与模具寿命3热处理与模具寿命2.2.1模具材料与模具寿命近年来,我国研制出不少适合我国特点的新型高效模具材料,这些新钢种的采用,都获得提高模具寿命数倍的效果。模具钢的冶金质量对模具寿命有很大的影响,应提出相应的要求,检验合格后再进行加工。2.2.2锻造与模具寿命锻造的第一个目的是使钢材达到模具毛坯的尺寸及规格,为后续加工做好准备。锻造的第二个目的是改善模具钢的组织和性能,使大块碳化物破碎,并均匀分布,改善金属纤维的方向性,使流线合理分布,消除或减轻

4、冶金缺陷,提高模具钢的致密度。2.2.3热处理与模具寿命热处理可使模具获得所需的组织和性能,保证在正常服役条件下有—定的使用寿命。但是,如果热处理工艺不合理或操作不当,将会产生明显的热处理缺陷,使模具出现早期失效。2.3模具材料的选用原则12模具材料的主要性能指标模具材料的工艺性能指标2.3.1模具材料的主要性能指标①硬度和热硬性②耐磨性③强度和韧性④抗疲劳性2.3.2模具材料的工艺性能指标①可加工性②淬硬性和淬透性③淬火温度和热处理变形④脱碳敏感性2.4我国模具材料的生产现状和发展趋势12我国模具钢种的发展状况国外模具钢的发展34国内外模具钢应用及发展比

5、较我国模具钢产业的展望2.4.1我国模具钢种的发展状况模具制造的首要问题是模具材料,新中国成立以来我国模具钢生产技术发展较快,从无到有,从仿制到自己开发,目前我国模具钢的产量已跃居世界前列。虽然近几年我国模具钢制造水平取得了长足的进步,但我国合金模具钢与美、日、法及瑞士等国际先进水平相比还存在一定的差距,在品种、质量、尺寸规格及性能等方面都难以满足市场需求,导致我国每年大批的中高档模具必须从国外进口。2.4.2国外模具钢的发展目前随着模具制造业的不断发展,对模具钢从冶金质量、数量、性能上要求不断提高,在国外出现高合金、高质、优化、低级材料强化及扩充材料领域

6、等趋向,模具材料由低级向高级发展,发展的趋向是碳素工具钢→低合金工具钢→高合金工具钢,相继出现一系列新型模具材料,模具标准钢号的合金化程度也日趋提高。总之,国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、短制造周期发展,CAD和CAM的应用日益普及。2.4.3国内外模具钢应用及发展比较2.4.3.1国产模具钢存在的问题以及与国际水平的差距①模具钢品种、规格不全,低档次较多,高档次较少。②模具钢的专业化生产程度较低。③模具钢供销渠道有待畅通。2.4.3国内外模具钢应用及发展比较2.4.3.2我国模具钢标准有待提高根据对国内外模具钢的对比研究发现,国外模具

7、钢的品质主要体现在:纯净、均匀、组织细小、尺寸精确。这些方面的差距造成我国冷作模具钢在与进口钢强度相同的情况下韧性不足,耐磨性低下;而热作模具钢的高温强度和热疲劳性能都低,使国产模具钢的模具寿命较进口钢的模具寿命明显要低。为此,我国模具钢的国家标准应尽可能地向国际先进标准靠拢,这样才会促进我国模具钢水平的提高,改变我国模具钢质量普遍较低的现象。2.4.4我国模具钢产业的展望2.4.4.1模具钢发展方向①模具日趋大型化。一方面,模具成型零件日趋大型化,另一方面,为提高生产效率,一模多腔,因此大型模块钢需求量将逐年增加。②模具的精度越来越高,要求钢材的质量好,

8、尺寸稳定性好。③塑料模具钢、压铸模具钢的需求量不断增加。④中高档模