【正文】 標(biāo)可反映沖頭在過載時(shí)的斷裂抗力。 3）裂紋斷裂抗力：當(dāng)模具中已存在微裂紋后，其斷裂抗力大大減弱。根據(jù)斷裂力學(xué)理論，可采用斷裂韌度指標(biāo)來表征裂紋體的斷裂抗力。通常在干摩擦條件下，把被試驗(yàn)?zāi)＞咪摰脑嚇?，與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼），進(jìn)行恒速對(duì)偶摩擦運(yùn)動(dòng)，以一定速度逐漸增大載荷，此時(shí)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，當(dāng)載荷加大到某一臨界數(shù)值時(shí)，轉(zhuǎn)矩突然急劇增大。這一載荷稱為“咬合臨界載荷”。 (5)受熱軟化抗力 受熱軟化抗力，反映冷作模具在承載時(shí)的溫升對(duì)硬度、變形抗力及耐磨性的影響。 冷作模具材料的性能要求 （ 1） 冷沖裁模 （ 2） 冷拉深模 （ 3） 冷鐓模 （ 4） 冷擠壓模 （ 1）冷沖裁模： 通過對(duì)冷沖裁模工作條件及失效形式的分析，對(duì)薄板沖裁模具用鋼則要求具有高的耐磨性，而對(duì)厚板沖裁模除要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點(diǎn)外，為防止模具崩刃或斷裂，還應(yīng)具有高的強(qiáng)韌性。 （ 3）冷鐓模： 冷鐓模具除應(yīng)具備高硬度，高強(qiáng)度和高的耐磨性外，還需有高的沖擊韌度以增強(qiáng)模具在沖擊載荷作用下的斷裂抗力和疲勞抗力。一般要求硬度 61～ 63HRC，硬度過高，模具容易碎裂、崩塊；硬度不夠，模具容易磨損，也可能發(fā)生壓塌及變形。按化學(xué)成分、工藝性能和承載能力可將冷作模具鋼分類為表 13所示。 （ 1）鋼的力學(xué)性能 （ 2）工藝性能 （ 3）碳素工具鋼的選用 GCr15鋼是專用的軸承鋼之一，但也常用來制造冷作模具，如落料模、冷擠壓模和成形模等。 （ 1）鋼的力學(xué)性能 （ 2）鋼的工藝性能 低淬透性冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的鉻、鉬、鎢、釩、硅、錳等合金元素，可以降低淬火冷卻速度，減少了熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，減少了淬火變形及開裂傾向，鋼的淬透性也明顯提高。 低變形冷作模具鋼常用的鋼號(hào)有： CrWMn、 9Mn2V、9SiCr、 9CrWMn、 9Mn MnCrWV、 SiMnMo等。 低變形冷作模具鋼 冷作模具鋼的化學(xué)成分及相變點(diǎn)見表 110和表 111。鎢還能細(xì)化晶粒，使鋼具有較好的韌性。 9Mn2V適于制造一般要求的尺寸較小的冷沖壓模、雕刻模等。 高耐磨微變形冷作模具鋼 高耐磨微變形鋼常用鋼號(hào)有： Cr12 、 Cr12MoV 、Cr12Mo1V1（ D2）、 Cr5Mo1V、 Cr4W2MoV、 Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV、 ，這里主要介紹高碳高鉻的 Cr12形三種鋼。 （ 1）鍛造及改鍛的必要性 （ 2）鍛造工藝與實(shí)際操作 （ 3）退火工藝 （ 1）淬火 （ 2）回火 幾乎在所有冷作模具中均有應(yīng)用。因此，高速鋼越來越多地應(yīng)用于要求重載荷、高壽命的冷作模具。 高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼 （ 1）鍛造 （ 2）退火 （ 3）淬火 （ 4）回火 （ 5）淬、回火注意事項(xiàng) 右圖為低碳Ｍ 2鋼不同 溫度回火后的力學(xué)性能。 6W6Mo5Cr4V鋼力學(xué)性能 與回火溫度關(guān)系（ 1200℃ 淬火） 高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 高強(qiáng)韌性冷作模具鋼具有最佳的強(qiáng)韌性配合，此類鋼包括基體鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、降碳減釩的低碳 M2鋼，馬氏體時(shí)效鋼等。 高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 6CrNiSiMnMoV（ GD） 7CrSiＭ nＭ oV（ CH1） 8Cr2MnWMoVS（ 8Cr2S） （ 1） 65Cr4W3Mo2VNb（ 65Nb）鋼 1） 65Nb鋼化學(xué)成分及相變點(diǎn) 2）工藝性能 ①鍛造 ②退火 ③淬火 ④回火 3）力學(xué)性能 4）應(yīng)用范圍 （ 2） 7Cr7Mo2V2Si（ LD）鋼 1）成分及相變點(diǎn) 2）工藝性能 ①鍛造 ②退火 ③淬火 ④回火⑤推薦工藝 3）力學(xué)性能 4）應(yīng)用范圍 （ 3） 5Cr4Mo3SiMnVAl（ 012Al）鋼 1）成分及相變點(diǎn) 2）工藝性能 ①鍛造 ②退火 ③淬火 ④回火⑤推薦工藝 3）力學(xué)性能 4）應(yīng)用范圍 6CrNiSiMnMoV（ GD） （ 1）化學(xué)成分及相變點(diǎn) （ 2）工藝性能 1）鍛造 2）退火 3）淬火 4）回火 5）推薦熱處理工藝 （ 3）力學(xué)性能 （ 4）應(yīng)用范圍 7CrSiＭ nＭ oV（ CH1） （ 1）化學(xué)成分及相變點(diǎn) （ 2）工藝性能 1）鍛造工藝 2）退火 3）淬火及回火 ①整體淬火、回火 ②火焰表面淬火 （ 3）力學(xué)性能 （ 4）應(yīng)用范圍 8Cr2MnWMoVS（ 8Cr2S） （ 1）化學(xué)成分及相變點(diǎn) （ 2）工藝性能 1）鍛造 2）退火 3）淬火及回火 （ 3）應(yīng)用范圍 高耐磨高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 高強(qiáng)韌性鋼雖然克服了高鉻、高速鋼的脆斷傾向，但由于鋼中含碳量的減少，其耐磨性不如高鉻鋼和高速鋼。為此研制了高耐磨、高韌性的冷作模具鋼，其典形鋼種主要有 GM、 ER5。 （ ER5）鋼 ER5鋼的化學(xué)成分與基體鋼比較， ER5鋼提高了含碳量、含釩量以及 Cr、 Mo、 W等碳化物形成元素，因而使 ER5鋼具有高耐磨性及高強(qiáng)韌性。 （ 7Mn15）無磁冷作模具鋼 作為無磁模具鋼，除具備一般冷作模具鋼的使用性能外，還具有在磁場(chǎng)中使用時(shí)不被磁化的特性。 （ 1）化學(xué)成分 （ 2）工藝性能 1）鍛造 2）退火 3）固溶處理 4）時(shí)效處理 5）氣體氮碳共滲 （ 3）力學(xué)性能 （ 4）應(yīng)用 制造無磁模具，也可制造 700～ 800℃ 使用的熱作模具。 （ 1） DT合金的力學(xué)性能 （ 2） DT合金的熱加工特性 1）退火工藝 2）淬火、回火工藝 3）鍛造工藝性 （ 3） DT合金的切削加工性 （ 4） DT合金的應(yīng)用 硬質(zhì)合金 冷作模具零件的熱處理工藝 在模具材料選定之后，必須配以正確的熱處理，才能保證模具的使用性能和壽命。通常冷作模具的制造工藝路線有以下幾種。 （ 2）成形磨削及電加工冷作模具 鍛造 → 球化退火 → 機(jī)械粗加工 → 淬火與回火 → 精加工成形（凸模成形磨削，凹模電加工） → 鉗修裝配。 在熱處理工序安排上要注意以下幾點(diǎn)： ①對(duì)于位置公差和尺寸公差要求嚴(yán)格的模具，為減少熱處理變形，常在機(jī)加工之后安排高溫回火或調(diào)質(zhì)處理； ②對(duì)于線切割加工模具，由于線切割加工破壞了淬硬層，增加淬硬層脆性和變形開裂的危險(xiǎn)性，因而，線切割加工之前的淬回火，常采用分級(jí)淬火或多次回火和高溫回火，以使淬火應(yīng)力處于最低狀態(tài)，避免模具線切割時(shí)變形、開裂； ③為使線切割模具尺寸相對(duì)穩(wěn)定，并使表層組織有所改善，工件經(jīng)線切割后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行再回火，回火溫度不高于淬火后的回火溫度。 主要的工藝問題有以下幾個(gè)方面 : （ 1）合理選擇淬火加熱溫度 （ 2）合理選擇淬火保溫時(shí)間 （ 3）合理選擇淬火冷卻介質(zhì) （ 4）采用合適的淬火加熱保護(hù)措施 冷作模具鋼的強(qiáng)韌化處理工藝主要包括：低淬低回、高淬高回、微細(xì)化處理、等溫和分級(jí)淬火等。 （ 1）薄板沖裁模的熱處理 （ 2）厚板沖裁模的熱處理 （ 3）冷剪刀的熱處理 （ 4）沖裁模的熱處理操作 （ 5） 冷沖裁模具的表面強(qiáng)化處理 主要冷作模具的熱處理特點(diǎn) 冷鐓模的失效方式主要是開裂、折斷，即由韌性不足導(dǎo)致的失效占 90%以上，材料韌性不足極大影響著模具壽命。 冷鐓模的熱處理有如下特點(diǎn) 。 （ 2）冷鐓模必須充分回火，回火保溫時(shí)間應(yīng)在 2h以上，并進(jìn)行多次回火，使其內(nèi)應(yīng)力全部釋放。 （ 4）采用快速加熱工藝。 根據(jù)冷擠壓模材料的性能要求，即具有高的硬度、耐磨性、抗壓強(qiáng)度、高強(qiáng)韌性，一定的抗耐熱疲勞性和足夠的回火抗力。 （ 2）采用較長(zhǎng)時(shí)間的回火或多次回火，消除應(yīng)力，提高韌性，穩(wěn)定尺寸。 （ 5）在使用過程中進(jìn)行低溫去應(yīng)力回火。 （ 1）要避免模具表面產(chǎn)生氧化脫碳。當(dāng)表面硬度低于 500HV以下時(shí)，模具表面就會(huì)出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象。 （ 2）為了提高拉深模表面的抗磨損和抗粘附性能，常對(duì)模具進(jìn)行表面處理，如滲氮、滲硼、鍍硬鉻、滲釩等。 熱作模具主要用于高溫條件下的金屬成形。 熱作模具是在機(jī)械載荷和溫度均發(fā)生循環(huán)變化下工作，由于使用的成型設(shè)備和被加工材料差別，模具的工作條件存在較大差異。 熱作模具零件的失效形式 承受巨大的沖擊載荷，又受高溫的作用。 既承受壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，也承受一定的拉應(yīng)力，還受到?jīng)_擊負(fù)荷的作用，模具受熱溫度比錘鍛模更高。 各種熱沖裁模刃口部位所承受的熱載荷和機(jī)械載荷，差別很大。 熱作模具的工作條件 （ 1）塑性變形 （ 2）熱疲勞 （ 3）熱磨損 （ 4）斷裂 （ 5）熱熔損和沖蝕 熱作模具的失效形式 熱作模具材料的性能要求 ①室溫硬度、高溫硬度 ②室溫抗拉強(qiáng)度、高溫抗拉強(qiáng)度 ③室溫沖擊韌度、高溫沖擊韌度 ④冷熱疲勞抗力、斷裂韌度 還要求具有某些特殊性能 （ 1）熱穩(wěn)定性 （ 2）回火穩(wěn)定性 （ 3）熱疲勞抗力及斷裂韌度 （ 4）高溫磨損與抗氧化性能 （ 1）錘鍛模：較高的高溫強(qiáng)度和韌性，良好的耐磨性，還應(yīng)有冷熱疲勞和機(jī)械疲勞抗力的要求。 （ 2）熱擠壓模：具有高的熱穩(wěn)定性，較高的高溫強(qiáng)度和足夠的韌性，良好的耐熱疲勞性和高的耐磨性。 （ 4）熱沖裁模：工作溫度較低，應(yīng)具有高的耐磨性、良好的強(qiáng)韌性以及加工工藝性能。 （ 2）按工作溫度分：低耐熱鋼（ 350～ 370℃ ）、中耐熱鋼（ 550～ 600℃ ）、高耐熱鋼（ 580～ 650℃ ）。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1299— 85《合金工具鋼技術(shù)條件》列入了12個(gè)熱作模具鋼鋼號(hào)。其中 45Cr2NiMoVSi是應(yīng)用比較成熟的高強(qiáng)韌大截面錘鍛模具鋼。 %鉻系熱作模具鋼 4Cr5MoSiV1（ H13）、 4Cr5MoSiV（ H11）和 4Cr5W2VSi 3Cr3Mo3W2V（ HM1）、 4Cr3Mo3SiV（ H10）及 25Cr3Mo3VNb（ HM3） （ RM2）鋼 （ GR）鋼 （ 012Al） （ CG2）鋼 (HD)鋼 熱擠壓模用鋼 常用的壓鑄模用鋼以鎢系、鉻系、鉻鉬系和鉻鎢鉬系熱作模具鋼為主，也有一些其它的合金工具鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，用于工作溫度較低的壓鑄模，如 40Cr、 30CrMnSi、4CrSi、 4CrW2Si、 5CrW2Si、 5CrNiMo、 5CrMnMo、4Cr5MoSiV、 4Cr5MoSiV 4Cr5W2VSi、 3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V等。 1. 3Cr2W8V鋼 2. 3Cr3Mo3W2V鋼（代號(hào) HM1） 3. 4Cr5Mo2MnSiV1（ y10）及 4Cr3Mo2MnVNbB（ y4）鋼 壓鑄模用鋼 其它熱作模具材料 根據(jù)熱作模具的工作條件、失效形式和性能要求，選擇符合要求的模具材料之后，必須制定合理的熱處理工藝，才能保證模具的使用要求。 熱作模具零件的熱處理工藝 （ 1）錘鍛模的制造工藝路線 下料 → 鍛造 → 退火 → 機(jī)械粗加工 → 探傷 → 成形加工 →淬火及回火 → 鉗修 → 拋光。 （ 3）壓鑄模的制造工藝路線 一般壓鑄模：鍛造 → 退火 → 機(jī)械粗加工 → 穩(wěn)定化處理→ 精加工成形 → 淬火及回火 → 鉗工修配 → 發(fā)藍(lán)。 主要熱作模具的制造工藝路線 為了保證錘鍛模獲得足夠的強(qiáng)度和韌性，最終熱處理為淬火加中溫或高溫回火。由于塑料制品形狀復(fù)雜、表面粗糙度要求高，因而塑料模具的制造難度較大。 塑料模具按塑料品種不同，可以分為兩大類，即熱固性塑料壓模和熱塑性塑料注射模，分別來成型熱固性和熱塑性兩大類塑料制品。不同的工作條件，不同類型的模具，其失效形式也各不相同，所以對(duì)模具性能要求也不同。 隨著高性能塑料的發(fā)展和不斷生產(chǎn)，塑料制品的種類日益增多，用途不斷擴(kuò)大，制品向精密化、大型化、復(fù)雜化發(fā)展，成型生產(chǎn)向高速化發(fā)展，模具的工作條件也越趨復(fù)雜。 （ 1）模具型腔表面粗糙度惡化 （ 2）模具型腔尺寸超差 （ 3）型腔表面侵蝕 ，以防止模具在工作中的塑性變形和沖擊損壞。 ，且線膨脹系數(shù)要小。 ，熱處理變形小。 。目前塑料