【正文】 概 論 第 1章 冷作模具材料 第 2章 熱作模具材料 第 3章 塑料模具材料 第 4章 模具表面處理技術 第 5章 模具概述 第 6章 模具價格的技術經濟分析及評價方法 第 7章 沖壓模具價格估算 第 8章 型腔模具價格估算 第 9章 其它模具價格估算 模具材料及模具價格估算 助學課件 概 論 模具材料在模具工業(yè)中的地位 模具材料的應用狀況及發(fā)展趨勢 模具表面處理技術 本課程的性質和要求 模具材料的分類 模具材料的主要性能指標 模具的失效形式 影響模具壽命的主要因素 第 1章 冷作模具材料 冷作模具零件的失效形式 冷作模具的工作條件 冷作模具的失效形式 冷作模具材料的性能要求 冷作模具材料 低淬透性冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼 高耐磨微變形冷作模具鋼 高強度高耐磨冷作模具鋼 高強韌性冷作模具鋼 高耐磨高強韌性冷作模具鋼 特殊用途冷作模具鋼 硬質合金 冷作模具零件的熱處理工藝 冷作模具的熱處理工藝 主要冷作模具的熱處理特點 第 2章 熱作模具材料 熱作模具零件的失效形式 熱作模具的工作條件 熱作模具的失效形式 熱作模具材料的性能要求 熱作模具材料 熱作模具鋼的分類及鋼號 熱鍛模用鋼 熱擠壓模用鋼 壓鑄模用鋼 其它熱作模具材料 熱作模具零件的熱處理工藝 主要熱作模具的制造工藝路線 主要熱作模具的熱處理特點 第 3章 塑料模具材料 塑料模具零件的失效形式 塑料模具的工作條件 塑料模具的主要失效形式 塑料模具材料的性能要求 塑料模具材料 滲碳型塑料模具用鋼 淬硬型塑料模具用鋼 預硬型塑料模具用鋼 時效硬化型塑料模具鋼 耐蝕塑料模具鋼 PCR 其它塑料模具材料 塑料模具零件的熱處理工藝 塑料模具的制造工藝路線 塑料模具的熱處理特點 塑料模的表面處理 第 4章 模具表面處理技術 表面化學熱處理技術 滲碳 鋼的滲氮（氮化） 滲硼 碳氮共滲 涂鍍技術 電鍍 電刷鍍 化學鍍 熱浸鍍 氣相沉積技術 化學氣相沉積 物理氣相沉積 其它表面處理技術 熱噴涂 激光表面處理 離子注入 電子束表面處理 第 5章 模具概述 模具的基本知識 模具成形工藝特點 模具的分類 模具設計及其特點 模具設計 模具設計特點 模具制造及其特點 模具制造方法 模具制造特點 模具制造的工藝特點 模具制造的發(fā)展方向 第 6章 模具價格的技術經濟分析及評價方法 模具的技術經濟指標 模具價格的構成 模具生產的一般過程 模具價格的基本構成及計算公式 模具價格的基本構成費用分解 模具價格的評價方法 模具估價與報價關系 模具報價單的填寫 第 7章 沖壓模具價格估算 沖壓模具概述 沖壓模具的分類 沖壓模具的經濟特點 小型沖壓模具價格估算 小型沖壓模具的特點 小型沖壓模具的種類 小型沖壓模具的制造工藝 小型沖壓模具價格估算方法適用范圍 小型沖壓模具價格的構成 小型沖壓模具價格估算方法 小型沖壓模具價格估算步驟 中、大型沖壓模具銷售價格估算 中、大型沖壓模具的特點 中、大型沖壓模具的種類 中、大型沖壓模具的制造特點及工藝順序 中、大型沖壓模具價格估算方法適用范圍 中、大型沖壓模具價格的構成 中、大型沖壓模具價格估算方法 中、大型沖壓模具價格估算步驟 第 8章 型腔模具價格估算 型腔模具概述 型腔模具的分類 注塑模具概述 型腔模具的制造特點 注塑模具的制造工藝 注塑模具價格估算方法適用范圍 注塑模具價格的構成 注塑模具價格估算方法 注塑模具價格估算步驟 第 9章 其它模具價格估算 鍛造模具價格估算 粉末冶金模具價格估算 冷擠壓模具價格估算 玻璃模具價格估算 橡膠模具價格估算 依據材料費用估算橡膠模價格 類比法估算橡膠壓制成形模具價格 簡易沖壓模具價格估算 模具材料在模具工業(yè)中的地位 模具是制造技術的核心，工業(yè)要發(fā)展，首先要發(fā)展模具工業(yè)。模具作為國民經濟的基礎工業(yè)，涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，量大面廣，品種繁多。 “ 模具是工業(yè)之母 ” ，模具性能好壞，壽命高低，直接影響產品的質量和經濟效益。而模具材料與熱處理、表面處理是影響模具壽命諸因素中的主要因素。所以，目前世界各國都在不斷地開發(fā)模具新材料，改進熱處理工藝和表面強化技術。 （ 1）在冷作模具鋼方面：開發(fā)了一批高性能的新鋼種，如7CrSiMnMoV(CH1)、 Cr12Mo1V1(D2)鋼等。 （ 2）在熱作模具鋼方面：研制新鋼種，如 4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi(5Cr2)；熱鍛、熱擠、精鍛、輥鍛用的4Cr3Mo3W4VNb（ GR）等；冷熱兼用的 5Cr4Mo3SiMnVAl（ 012Al）等。這些鋼具有高的熱穩(wěn)定性、高溫強度、熱疲勞性及耐磨性。 （ 3）塑料模用鋼方面：開發(fā)了如預硬鋼 3Cr2Mo（ P20）、3Cr2NiMo(718)等，時效硬化鋼 25CrNi3MoAl(25CrNi3)；耐蝕鋼 0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)；鏡面塑料模具鋼10Ni3CuAlMoS（ PMS）等。這些鋼種強韌性適當，熱處理工藝較簡便，變形小，易于切削加工。 模具材料的應用狀況及發(fā)展趨勢 模具表面處理技術 采用表面處理技術可以延緩和控制表面的破壞，成為提高模具壽命的有效方法，在解決問題的同時，促進了表面處理技術的發(fā)展。 目前表面處理技術發(fā)展的主攻方向為以下三方面技術： （ 1）離子技術：包括等離子和離子束技術。 （ 2）激光技術：包括激光涂鍍、激光熱處理、激光熔融。 （ 3）復合技術：復合技術大多是為涂鍍耐磨層而開發(fā)的。 本課程的性質和要求 知識教學目標 : （ 1）了解當前模具材料的現狀和發(fā)展趨勢。 （ 2）模具材料及表面處理與模具使用性能、壽命、成本間的關系。 （ 3）初步掌握常用冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料的牌號、性能特點及工藝特點。 （ 4）熟悉常見的模具表面處理方法。 能力培養(yǎng)目標： （ 1）具有合理選用模具材料的初步能力。 （ 2）具備正確制訂常用模具材料熱處理工藝的初步能力。 （ 3）具備根據模具要求，合理選用模具表面處理方法的初步能力。 本課程是模具設計與制造專業(yè)的專業(yè)課程。課程任務是使學生具有必需的模具材料及表面處理方面的基本知識和基本技能。 模具材料的分類 模具材料的品種繁多、分類方法也不盡相同。由于模具鋼是制造模具的主要材料，所以我們可將材料分類如下： 模具材料 模具鋼 其它模具 材料 冷作模具鋼 塑料模具鋼 熱作模具鋼 鑄鐵 非金屬材料 硬質合金 有色金屬 及其合金 根據模具的工作條件不同，一般把模具鋼分為三類 : 。 模具材料的主要性能指標 （ 1）強度 :表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標。 （ 2）硬度 :衡量材料軟硬程度的性能指標，實際上它是表征著材料對變形和接觸應力的抗力。 （ 3）塑性 :衡量模具鋼塑性通常采用斷后伸長率 δ 和斷面收縮率 ψ兩個指標。 （ 4）韌性 :材料在沖擊載荷作用下抵抗產生裂紋的特性，反映了模具的脆斷抗力。 （ 5）疲勞抗力：材料在交變載荷作用下抵抗疲勞破壞的性能指標。 HR HB HV 模具的失效形式 模具失效是指模具喪失正常工作能力。具體是指模具工作部分發(fā)生嚴重磨損或損壞而不能用一般修復方法（刃磨、拋磨）使其重新服役的現象。 模具壽命是指模具自正常服役至必然失效期間內所能完成制件加工的次數。 模具的主要失效形式是斷裂、過量變形、表面損傷和冷熱疲勞。 影響模具壽命的主要因素 （ 1）模具結構設計對模具壽命的影響 （ 2）模具材料對模具壽命的影響 （ 3）模具制造質量對模具壽命的影響 （ 4）模具的熱處理質量與表面強化對模具壽命的影響 （ 5）模具的使用對模具壽命的影響 。 。 。 。 冷作模具零件的失效形式 冷作模具主要有如下幾種類形： 冷沖裁模、冷擠壓模、冷鐓模、拉深模、冷彎曲模等。 冷作模具的材料有： 冷作模具鋼、硬質合金、鑄鐵、銅合金、鋅基合金等。 冷作模具主要用于完成金屬和非金屬材料的沖裁、彎曲、拉深、鐓鍛、擠壓等工序。由于加載形式和被加工材料的性質、規(guī)格不同，因而各種模具的工作條件差別很大，故其失效形式也不相同。 冷作模具的工作條件 冷沖裁模主要用于各種板材的沖切及成形。模具的工作部位是凸、凹模的刃口，刃口工作時受到壓力及摩擦力的作用。根據被切板料的厚度，冷沖裁模具分為薄板沖裁模（板厚 ≤ ）和厚板沖裁模（板厚＞ ）兩種，在沖裁軟質薄板時，沖頭的壓力并不大。在沖裁中、厚鋼板時，尤其是在厚鋼板上沖小孔，沖頭所承受的單位壓力很大，對模具要求更高。 冷作模具的工作條件 冷彎曲模主要用于各種金屬零件的彎曲成形，作用于模具的力量不很大。但對有些模具的形狀過于復雜，而造成巨大的應力集中時，則要求具有高的斷裂抗力。 冷作模具的工作條件 冷拉深模主要用于軟質板材的冷拉深成形，這一工序的工作應力不大，要求模具的工作面保持較低數值粗糙度不發(fā)生黏附磨損和擦傷。如果被拉深的板材較薄、強度較低、塑性較高、模具承受載荷較輕時，屬于輕載拉深；如被拉深材料強度較高或板材較厚時，則模具承受載荷較大，屬于重載拉深。 冷作模具的工作條件 冷鐓成形工藝主要用在緊固件、滾動軸承、滾子鏈條、汽車零件等。零件的冷鐓成形在冷鐓機上進行，冷鐓頻率為60～ 120次 /min，沖擊力從 300KN到 2500KＮ。冷鐓凸模承受強烈的沖擊力，又由于被鐓材料硬度不均，坯料端面不平，冷鐓機精度不夠等原因，還可使凸模產生彎曲應力；凸模表面還承受劇烈的沖擊性摩擦，可使凸模面磨損。冷鐓凹模的型腔承受沖擊性脹力，型腔表面還承受強烈的摩擦和壓力。 冷作模具的工作條件 冷擠壓成形時 ,凸模受到巨大的壓應力，當毛坯端面不平整，凸模和凹模不同心時，凸模必然會受到彎曲應力的作用，此外，脫模時由于毛坯與凸模之間的摩擦，使凸模還受到拉應力的作用。因此，在多種作用力的疊加作用下，在凸模應力集中處，極易發(fā)生脆性斷裂（折斷、劈裂）等。同時，凹模內壁受到變形金屬的強烈摩擦，容易導致磨損，此外，凹模還受到切向應力的作用，有脹裂的可能。 冷作模具的失效形式 （ 1） 斷裂失效 （ 2） 變形失效 （ 3） 磨損失效 （ 4） 咬合失效 （ 5） 啃傷失效 （ 1）斷裂失效 模具在使用中突然出現裂紋或發(fā)生破損而失效，按其損壞情況可分為局部破損（剝落、崩刃、掉牙等）和整體性破損（如碎裂、斷裂、脹裂、劈裂等）。它們的特點是破損大多產生在受力最大的工作部位，或是在截面變化的應力集中處。 按斷裂過程特征可分為脆性斷裂和疲勞斷裂兩種形式。 1）脆斷失效 :主要是由于模具存在冶金缺陷。 2）疲勞斷裂失效 :主要是由于循環(huán)應力所造成，其斷裂過程要比脆斷失效緩慢的多。 （ 2）變形失效 模具在使用過程中發(fā)生塑性變形，失去原有的幾何形狀，通常發(fā)生在硬度偏低或淬硬層太薄的模具，具體表現為凸模鐓粗、彎曲；凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、?？酌洿蟮?。 （ 3）磨損失效 冷作模具在工作時，坯料沿著模具表面既滑動又流動，使模具與坯料間產生了很大摩擦力，造成模具表面被劃出或多或少的凹凸痕跡，這些痕跡與坯料表面的凹凸不平相咬合，在模具表面逐漸產生了機械破損而磨損。如果在凸凹模之間夾有細而硬的夾雜物如氧化物等，將導致模具磨損加劇，以致于使模具和坯料表面刮傷或黏著等。 在模具中