如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢!模具材料及热处理来自：模具网时间：2008-2-15 15:58:47浏览：叵231次编辑：星华模具材料及热处理1金属组织1.1 金属具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。1.2 合金由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。1.3 固溶体是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态 金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。1.4 固溶强化由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶 强化现象。1.5 化合物合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。1.6 机械混合物由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2金属硬度2.1 硬度金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑 性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬 度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。布氏硬度HB布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属 表面上的压痕直径d,据此计算出的压痕面积AB,求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬 度，记作HB布氏硬度的使用上限是HB450适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。2.1.1 洛氏硬度HRAHRC洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析 及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度（HR）也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。 硬质压头为顶角为1200的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是70,适用于 硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68 （相当于HB230-700,HB450-700超出了布 氏硬度的使用上限），适用于淬火钢及调质钢。2.1.2 洛氏硬度HRB洛氏硬度HRB勺测量采用直径1.588mm （1/16）的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围 是 25-100 （相当于 HB60-230）。2.1.3 维氏硬度HV维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为1360的金 刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线 的平均长度“借以计算压痕面积AV,以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺 点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小， 压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布 氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方 面。2.1.4 硬度值对照表：硬度值对照表布氏硬度洛68硬度维氏9硬度布氏硬度洛氏硬度维氏硬度HB6IRCHJBIHRCH2567.090038841.841076766.488037540.439675765.986036339.138374565.384035237.937273364.792034136.636072264.090033135.535071063.378032134.333969862.576031133.132868461.874030232.131968261.773729330.930967061.072028529.930165660.170027728.829265360.069726927.628464759.769026226.627663859.268025525.426963058.867024824.226162758.766724122.825362058.366023521.724760157.364022920.524157856.061522323455.660721722855554.759121222254.057920721853453.556920121252.555319720751452.154719220251.653918729651.153018319249551.052817918850.351617418347749.650817017848.849516717546148.549116317147.247415616344447.147214915642945.74551431503 .金属材料机械性能（或称为力学性能）金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲 击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、弹性、刚 度、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。3.1强度强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、 压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常 有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。3.2 塑性塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。3.3 疲劳前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多机器 零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。冲击韧性以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲 击韧性。3.4 弹性金属材料在外力作用下产生不永久变形的能力称为弹性。3.5 刚度刚度是指金属材料抵抗弹性变形的能力。在工程应用中绝大多数零件都在弹性状态下工作，工 作过程中不允许有过多的弹性变形。因此，对材料的刚度都有一定的要求。4钢的分类钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11%。钢是经济建设中极为重要的金属材料。按化学成分，分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢 两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的镒、硅、硫、磷等杂 质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随 着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合 金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的 性能有显著的提高，故应用日益广泛。由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢 材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：1.1 按用途分类按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。1.1.1 结构钢用作各种机器零件的钢，包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。用作工程结构的 钢，包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。1.1.2 工具钢 用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。1.1.3 特殊性能钢是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。1.2 按化学成分分类按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。1.2.1 碳素钢按含碳量又可分为低碳钢（含碳量w 025%）；中碳钢（0.25%丫含碳量丫0.6%）；高碳钢（含碳量0.6%）。合金钢按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量w 5% ;中合金钢（合金元素总含量5%-10% ；高合 金钢（合金元素总含量10%。此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为镒钢、铭钢、铭镖 钢、铭镒钛钢等。1.3 按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量w 0.045%含硫量w 0.055%;或磷、硫含量均w 0.050%）;优质钢（磷、硫含量均w 0.040%）;高级优质钢（含磷量w 0.035%含硫量w 0.030%）。1.4 按冶炼炉的种类将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气 顶吹转炉钢）与电炉钢。1.5 按冶炼时脱氧程度将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。钢厂在 给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称为普通碳素结构钢、优 质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。5 .模具零件及其材料模具由模架和模芯及相关配件组成，模架和配件由专业的厂家按常用的系列规格做好供选择，模具工厂一般只做模芯加工和装配。模具的各种不同主 要是在模芯，针对不同形状的产品，模具设计人员把模芯设计成各种形式，如：点进料、直进料、潜进 料、滑块、抽芯、直顶出、推板顶出、二次顶出、热流道、气体辅助等，其目的是为了能按产品设计要求 成型和方便完整地脱出模具，同时也要考虑到模芯在加工时的易加工性及模具使用的寿命。模具各部分 用的钢材各有不同，模架一般用中碳钢45#或50#，配件用高碳钢加热处理，模芯的钢材用成分较复杂的合金钢，有预硬钢和热处理钢及镜面钢等，其不同的国家用的牌号各不相同，女 : NAK80 718、SKD61 （日本）P20 H13 （美国）2344、2738 （德国）S136 8407 （瑞士）等。现在通常说模具质量的好坏，主要区别在模芯的加工精密程度和模具的反复使用寿命，这 又很大程度上依 靠精密的加工设备和合理的模具结构设计，当然模具的制造周期也是一个 很重要的考虑因素，模具制造的 周期因模芯的复杂性由30天到90天不等（在中国），欧洲有的要120天到180天。德国在模具上现有的优势在设备精密、钢材的优良，不足是劳动力成本高，制造周期长，中国的优势在劳 动力成本低，制造周期短，不足是设备不够精良，加工精密度相对较低。5.1 模具标准