課程設(shè)計(jì)--熱擠壓模具材料的選擇及工藝設(shè)計(jì)（如熱擠壓沖頭）-文庫吧
2025-05-15 22:39 本頁面
【正文】 。 19 變形 和 畸變 19 加熱速度 19 加熱溫度 20 冷卻介質(zhì)和冷卻方法 20 過熱、過燒 21 7 性能檢測方法 21 8 課程設(shè)計(jì)的體會(huì)與感受 22 【參考文獻(xiàn)】 0 前 言 模具是機(jī)械工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝裝備。模具成形具有效率高、質(zhì)量好、節(jié)約原材料、降低成本等許多優(yōu)點(diǎn)， 模具被廣泛應(yīng)用于金屬、陶瓷、塑料等材料的成型。模具材料的研究開發(fā)、 強(qiáng)韌化 5 處理 , 特別是新型材料的開發(fā)和引進(jìn)對(duì)模具行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。其中一個(gè)重要的方面就是開發(fā)多用途和具有特殊性能的模具材料。一種新型模具鋼既可作模鍛用鋼 , 也可作擠壓和壓鑄用鋼 。 既可作熱作模具鋼 , 也可作冷作模具鋼。另一個(gè)重要的趨勢就是采用新的熱處理和表面技術(shù) , 挖掘傳統(tǒng)材料的性能潛力。熱作模具在工作中既有力的作用又有熱的作用，隨著高效、高速、高強(qiáng)度、大噸位的機(jī)械化、自動(dòng)化加工成形設(shè)備的發(fā)展，以及熱鍛模、熱擠壓模、熱鐓模、壓鑄模等復(fù)雜工藝的廣泛應(yīng)用，對(duì)模具的強(qiáng)度、沖擊韌度、紅硬性和耐磨性，提出了更高 的要求。本文就常用熱作模具鋼 H13—— 4Cr5MoSiV1的主要性能特點(diǎn)及 熱處理工藝 作了 探索 ，并對(duì) H13制造汽車鋁合金壓鑄進(jìn)行了探討 。 1 鋁合金壓鑄 模具 上模 的 服役條件 和性能要求 。 鋁合金壓鑄模具 上模 服役條件 壓鑄模屬于熱作模具。熱作模具在工作時(shí)承受巨大的沖擊力、壓應(yīng)力、張應(yīng)力、彎曲應(yīng)力，模具型腔與高溫（有時(shí)可達(dá) 1150～1200℃）金屬接觸后，本身溫度可達(dá) 300～ 400℃，局部高達(dá) 500～600℃。還經(jīng)常受空氣、油、水等的反復(fù)冷卻，在時(shí)熱時(shí)冷的苛刻條件下工作的模具，其型腔表面極易產(chǎn)生疲勞裂紋（即龜 裂）。此外，熾熱的金屬在模具型腔中變形所產(chǎn)生的強(qiáng)烈摩擦，容易因摩擦而使精度降低，因而要求熱作模具鋼具有足夠的熱強(qiáng)行、熱疲勞性、韌性、硬度和耐磨性、良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，還要求具有較高的淬透性，以保證整個(gè)截面具有一致的力學(xué)性能。 鋁合金壓鑄模具 上模 性能要求 ① 在工作中承受壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力及沖擊應(yīng)力 , 還經(jīng)歷強(qiáng)烈的摩擦 , 因此它必須具有高的強(qiáng)度和韌性的良好配合 , 同時(shí)還應(yīng)有足夠的硬度和耐磨性。 ② 它與熾熱金屬經(jīng)常接觸 , 型腔表面溫度可高達(dá) 400~ 600℃ 。 6 因此它必須具有高的回火穩(wěn)定性 ,以 便在工作時(shí)仍能維持高的強(qiáng)度和韌性。 ③ 它在工作中反復(fù)受到熾熱金屬的加熱和冷卻劑的冷卻交替作用 , 極易引起龜裂現(xiàn)象 , 即所謂熱疲勞。因此它必須具有抗熱疲勞的能力。 2 鋁合金熱作模具 上模 的選擇 表 1 常用熱作模具用鋼舉例 模具類型 工作條件推 推薦用鋼 錘鍛模 整體模具 5CrMnMo,5CrNiMo,4CrMnSiMoV, 5Cr2NiMoV 鑲塊 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4CrMnSiMoV 整體模具 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV,4Cr5W2SiV, 5Cr4W2 5CrMnMo,5CrNiMo,4Cr2MnSiMoV 壓立機(jī)鍛模 鑲拼模具 熱頂錘鍛模 3Cr2W8V, 5Cr4Mo2W2SiV, 4Cr5MoSiV, 5CrNiMo 高速錘鍛模 5CrNiMo, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSi 熱擠壓模 輕金屬及其合金、鋼及其合金的凹模、沖頭、管材擠壓芯棒、穿孔芯棒等 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V,5Cr4Mo2W2SiV, 4Cr5MoSiV,4CrMnSiMoV, 4Cr5MoSiV1 7 溫?zé)釘D壓模 W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb 熱剪切模 5CrNiMo, 4CrMnSiMoV, 4Cr5MoSiV1, 6W6Mo5Cr4V 中、小型熱軋工作輥 60CrMo, 50CrNiMo, 50CrMnMo, 9Cr, 70Cr3Mo,60CrNiMo 高韌性熱作模具鋼 5CrNiMo鋼 該鋼具有良好的塑性、韌性、尺寸效應(yīng)不敏感 , 該鋼是目前國內(nèi)用量較大的鍛模鋼 , 通常用于形狀復(fù)雜、沖擊負(fù)荷大的 大型或特大型鍛模鋼。但由于碳化物形成元素含量低 , 其熱穩(wěn)定性差 ,高溫強(qiáng)度低。同時(shí) , 因淬火出油溫度低 , 容易開裂。實(shí)際操作時(shí)為避免開裂 , 常于 200 ℃ 左右出油空冷 ,這樣 , 在模具表面雖獲得了一層馬氏體組織 , 但心部卻處于奧氏體狀態(tài) , 當(dāng)模具于 380~ 540 ℃ 回火時(shí) ,心部的過冷奧氏體即轉(zhuǎn)變?yōu)樯县愂象w組織 , 沖擊韌度極差 , 模具壽命低。為了提高熱鍛模使用壽命 , 可采用等溫處理方法。即淬火加熱后 , 將模具于 160~ 180 ℃ 硝鹽中分級(jí)停留 , 使發(fā)生部分馬氏體轉(zhuǎn)變 ,然后再轉(zhuǎn)入 280~ 300 ℃ 硝鹽 中等溫停留 2~ 3 h。此時(shí) , 模具鋼的組織由馬氏體 + 下貝氏體 + 少量殘余碳化物組成 , 回火后獲得回火下貝氏體組織 , 模具壽命明顯提高。 5CrMnMo鋼 該鋼與 5CrNiMo 鋼的各種性能相類似 , 由于考慮我國資源情況 , 為節(jié)約鎳而以錳代鎳而研制的。使用中發(fā)現(xiàn) , 在淬透性及韌性方面 , 5CrMnMo 鋼均低于 5CrNiMo 鋼 , 只適用于制造要求較高強(qiáng)度和耐磨性 , 而韌性要求不甚高時(shí)的各種中、小型錘鍛模具及 8 部分壓力機(jī)模具 , 也可用于工作溫度低于 500 ℃ 的其他小型熱作模具。 4CrMnSiMoV鋼 該鋼具有較高的強(qiáng)度、耐磨性和良好的沖擊韌度 , 其高溫性能 , 抗回火穩(wěn)定性 , 熱疲勞抗力均比 5CrNiMo 鋼好。淬火規(guī)范 : 淬火溫度為 ( 870 + 10) ℃ , 在 20~ 60℃ 油中冷卻至油溫 , 淬火硬度為 HRC46~ 58。該鋼適用于大、中型鍛模 , 也可用于中、小型鍛模 , 與 5CrNiMo 等熱模鋼壽命比較 , 4CrMnSiMoV 鋼使用壽命最高。 3Cr2MoWVNi鋼 該鋼含碳量較低 , 淬火后最高硬度為 HRC52。該鋼具有二次硬化效應(yīng) , 經(jīng) 600℃ 回火后 , 仍能保持較高的硬度 ( HRC4550) , 回火溫度高于 600℃ 后硬度才急劇下降 , 因而其熱穩(wěn)定性明顯高于5CrNiMo、 5CrMnMo 和 4CrMnSiMoV 鋼。 4Cr3Mo3W4VNb鋼 鋼增加了 Ti、 Nb的含量，細(xì)化了晶粒，碳化物分布更均勻，高溫強(qiáng)度、耐磨性和耐疲勞性能得到改善。熱處理后， 其硬度可達(dá) 55 HRC左右，抗拉強(qiáng)度和沖擊韌度都有了明顯的改善?？捎糜诟邷亟饘俚臒徨懩＞?。 H13鋼 該鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼之一，具有高的淬透性、韌性以及
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