【正文】 常用鋼號(hào)有 40Cr、 CrWMn、 9Mn2V、 4Cr5MoSiV 5CrNiMo、5CrMnMo等，用于制造壓制熱固性塑料、復(fù)合強(qiáng)化塑料產(chǎn)品的模具。預(yù)硬化鋼避免了由于熱處理而引起的模具變形和裂紋問題，最適宜制做形狀復(fù)雜的大、中型精密塑料模具。 3/8/2023 44 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 2）常用塑料模具鋼 ③預(yù)硬型塑料模具鋼： 指將熱加工的模塊，預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以獲得所要求的使用性能，再進(jìn)行刻模加工，待模具成形后，不需要再進(jìn)行最終熱處理就可以直接使用的塑料模具鋼。缺點(diǎn)是模具熱處理工藝較復(fù)雜、變形較大。 ②滲碳型塑料模具鋼： 對(duì)承受載荷較小、要求不高的塑料模具可選用 20鋼；對(duì)于截面大、承受重載荷的用滲碳鋼制造的模具，采用合金滲碳鋼，如20CrMnTi、 20Cr2Ni4等。 3/8/2023 43 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 2）常用塑料模具鋼 ①非合金型塑料模具鋼： 由于碳素鋼具有價(jià)格便宜、加工性能好、原料來源方便等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)于制造形狀簡(jiǎn)單的小型塑料模具或精度要求不高，使用壽命不需要很長(zhǎng)的塑料模具，多采用這類鋼制造。較高的拋光性能，要求模具表面粗糙度 m以下，拋光時(shí)模具表面不出現(xiàn)麻點(diǎn)和橘皮狀缺陷。 ③ 好的預(yù)硬化性能 :塑料模具形狀比較復(fù)雜，要求易加工、變形小，所以塑料模具預(yù)硬化處理后再加工，如調(diào)質(zhì)處理，選用預(yù)硬化鋼或時(shí)效硬化鋼等。而塑料成形模具在工作過程中要受到不同的溫度、壓力、侵蝕和磨損作用，因此要求模具材料組織均勻、無網(wǎng)狀及帶狀碳化物出現(xiàn)，熱處理過程應(yīng)具有較小的氧化脫碳及畸變傾向，熱處理后應(yīng)具有一定強(qiáng)度?；鼗饻囟瓤筛鶕?jù)硬度要求來確定，保溫時(shí)間為 2～3h，次數(shù)為 2～ 3次。 3Cr2W8V鋼淬透性好，一般用油冷。為減少變形，一般采用400～ 500℃ 及 800～ 850℃ 兩次預(yù)熱。 對(duì)于形狀復(fù)雜、變形不容易控制的壓鑄模，在粗加工后、精加工前需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以達(dá)到細(xì)化晶粒，改善性能，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。 V可以細(xì)化晶粒、改善韌性，增強(qiáng)二次硬化的效果。 W的加入可提高回火穩(wěn)定性，使鋼具有較高的熱硬性和熱強(qiáng)性。 3Cr2W8V鋼是常用于制造鋁合金和銅合金的壓鑄模。回火時(shí)間一般不小于 2h。 ：回火溫度根據(jù)其性能要求來確定。為保證淬火質(zhì)量，淬火油采用循環(huán)冷卻，油溫不超過 70℃ 。為減少淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，鍛模從爐內(nèi)取出后，在空氣中預(yù)冷至 750～ 780℃ ，然后淬油。 5CrNiMo的常用淬火溫度是 840～ 860℃ ， 5CrMnMo鋼是 830～850℃ 。 5CrNiMo和 5CrMnMo的退火加熱溫度為 830～850℃ ，保溫時(shí)間為 4～ 6h，退火后硬度為 197～ 241HBS。大型模具應(yīng)放入 600℃ 爐內(nèi)，等溫均勻后，再冷至150～ 200℃ ，然后空冷。 5CrNiMo和 5CrMnMo鋼的鍛造加熱溫度為 1150～ 1180℃ ，終鍛溫度為 850～ 880℃ 。熱鍛模的加工工藝路線一般為：鍛造、退火、機(jī)械加工、淬火、回火。 3/8/2023 36 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 3/8/2023 37 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 3/8/2023 38 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 4）典型熱作模具的熱處理工藝 ① 熱鍛模具的熱處理工藝 小熱鍛模一般先切削加工后淬火、回火，這是由于其形狀簡(jiǎn)單，冷卻快，硬度高，因而不擬淬火、回火后再切削加工。 ：球狀珠光體和粒狀碳化物，硬度在 190～250HBS之間。此外，鋼中 W、 Mo、 V等合金元素使在回火時(shí)析出細(xì)小的合金碳化物而產(chǎn)生二次硬化，使熱作模具鋼在較高溫度下保持較高的硬度。 ，目的是為了消除鍛造應(yīng)力、降低硬度、改善切削加工性，以及改善組織、細(xì)化晶粒等。這兩種鋼的性能基本相同，但 Mn在改善韌度方面比 Ni差，因此5CrMnMo鋼只適于制造中小型熱鍛模，而 5CrNiMo鋼則適用于制造大型熱鍛模。 3/8/2023 35 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 3）常用熱作模具鋼及其熱處理 ：熱鍛模用鋼、熱擠壓模用鋼和壓鑄模用鋼。這樣 C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可保證經(jīng)中、高溫回火后獲得優(yōu)良的強(qiáng)度與韌度。 ⑤ 較好的工藝性：為便于制造模具，要求熱作模具鋼具有良好的鍛造性、切削加工性、焊接性和熱處理變形小等性能。為了防止模具表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋，要求模具鋼具有良好的抗熱疲勞能力。很多熱作模具，特別是鍛錘用模具，要承受較高的沖擊載荷，為防止模具開裂和裂紋擴(kuò)展造成事故，要求具有較高的沖擊韌度和斷裂韌度。 ① 在使用溫度下具有良好的硬度、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，防止模具變形。如鍛壓模、熱擠壓模、壓鑄模等，工作溫度可達(dá) 600℃ 。 ：回火溫度 200～ 220℃ ，保溫時(shí)間 2h，進(jìn)行兩次回火。第二次加熱溫度 500～ 550℃ ， 保溫時(shí)間 1h，隨后進(jìn)行淬火加熱。 ③ 熱處理工藝 ：為減少變形，縮短高溫淬火加熱時(shí)間，進(jìn)行兩次預(yù)熱。高碳高鉻鋼Crl2MoV具有耐磨性高、熱處理變形小的特點(diǎn)，故選用制造凹模。碳鋼的耐磨性及熱處理變形性能無法滿足上述要求。 3/8/2023 30 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 3/8/2023 31 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 3/8/2023 32 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 4）典型冷作模具的選材與熱處理工藝 沖制硅鋼片凹模的工作條件、性能要求 、選材、熱處理工藝 ① 工作條件及性能要求：工作時(shí)要承受強(qiáng)大的剪切力、壓力、沖擊力及摩擦力，其表面應(yīng)有高硬度、高耐磨性、良好的疲勞強(qiáng)度和足夠的韌性。基體鋼具有更加優(yōu)良的強(qiáng)韌性，不僅可用做冷作模具鋼，也可用做熱作模具鋼。而 6Cr5Mo3W2VSiTi則相對(duì)有較好的強(qiáng)韌性，多用于承受沖擊載荷較大的冷擠壓冷沖壓模具。其中含鎳基體鋼6Cr4Mo3Ni2WV的強(qiáng)度和斷裂韌度都較高，但其熱加工時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)裂而報(bào)廢，生產(chǎn)成本高。 3/8/2023 29 江蘇大學(xué)機(jī)電培訓(xùn)學(xué)院 （ 3）常用冷作模具鋼及其熱處理 ③ 基體鋼和低碳高速鋼類冷作模具鋼 :對(duì)要求高耐磨性的模具 (如某些冷擠壓的沖頭 )也有采用高速鋼來制造的，為提高它的韌性而研究發(fā)展了基體鋼， 基體鋼中共晶碳化物數(shù)量少且細(xì)小均勻，韌性也相對(duì)提高了 。由于這種鋼的淬火開裂傾向比高碳高鉻鋼大，所以在熱處理時(shí)應(yīng)注意預(yù)熱和熱介質(zhì)淬火，并及時(shí)回火?？捎糜诖?Crl2型鋼制造易崩刃、開裂與折斷的冷作模具，其壽命大幅度提高。典型的牌號(hào)有 Cr4W2MoV、 Cr6WV、 Cr5MolV，其中 Cr4W2MoV使用較多。這樣能獲得高硬度和高熱硬性，但韌性降低，尺寸會(huì)漲大。 ： 高溫下淬火，再多次高溫回火 ，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，達(dá)到二次硬化。一次硬化處理使鋼具有高