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1、第第9章章工模具选材工模具选材（materialselectionoftools&dies）9.1刀具选材及热处理特点刀具选材及热处理特点9.2冷作模具与热作模具的选材冷作模具与热作模具的选材9.4量具的选材量具的选材9.3成形模模具用钢选择成形模模具用钢选择退出退出9.1刀具选材及热处理特点刀具选材及热处理特点9.1.19.1.1刀具的工作条件与主要性能要求刀具的工作条件与主要性能要求刀具的工作条件与主要性能要求刀具的工作条件与主要性能要求工作条件：工作条件：工作条件：工作条件：高高温温、高高压压、剧剧烈烈摩摩擦擦及及冲冲击击振振动动，易易磨磨损损、崩崩刃刃和热裂等失效。和热裂等失效。主要性
2、能要求：主要性能要求：主要性能要求：主要性能要求：1）较高硬度和耐磨性；）较高硬度和耐磨性；2）高的耐热性（热硬性或红硬性）；）高的耐热性（热硬性或红硬性）；3）良好强韧性）良好强韧性。9.1.29.1.2刀具材料选择刀具材料选择刀具材料选择刀具材料选择普通切削（加工普通金属材料）：普通切削（加工普通金属材料）：根根据据加加工工难难易易程程度度及及切切削削速速度度高高低低，按按碳碳素素工工具具钢钢(如如木木工工工工具具)、合合金金工工具具钢钢(手手工工工工具具、一一般般机机用用工工具具)、高速工具钢、高速工具钢(应用最广应用最广)和硬质合金顺序选材。和硬质合金顺序选材。难加工材料、高速切削和自
3、动化生产线刀具：难加工材料、高速切削和自动化生产线刀具：可选用新型陶瓷刀具、涂层硬质合金等。可选用新型陶瓷刀具、涂层硬质合金等。表9-1 上上表9-2 上上表9-1 下下表9-2 下下9.1.39.1.3高速钢刀具的加工工艺路线及热处理特点高速钢刀具的加工工艺路线及热处理特点高速钢刀具的加工工艺路线及热处理特点高速钢刀具的加工工艺路线及热处理特点工艺路线：工艺路线：下料下料锻造锻造退火退火机械加工机械加工淬火、高温回火淬火、高温回火（表面处理）（表面处理）磨削。磨削。实例：实例：拉刀拉刀W6Mo5Cr4V2。最终热处理：最终热处理：预预热热（二二次次）加加热热冷冷却却热热校校直直清清洗洗回回火
4、火热热校校直直回回火火热热校校直直柄柄部部处处理理清清洗洗检检验验（硬度、变形量）（硬度、变形量）表面处理或喷沙。表面处理或喷沙。图9-1 图 9-29.2冷作模具与热作模具的选材冷作模具与热作模具的选材9.2.19.2.1冷作模具选材与工艺路线冷作模具选材与工艺路线冷作模具选材与工艺路线冷作模具选材与工艺路线选材原则选材原则选材原则选材原则按载荷情况：按载荷情况：轻载主要要求耐磨性；重载兼有高耐磨轻载主要要求耐磨性；重载兼有高耐磨性、高强韧性；冲击载荷为主时，则强韧性为主。性、高强韧性；冲击载荷为主时，则强韧性为主。按模具类型：按模具类型：冲压模具主要失效形式是磨损，冷墩模具冲压模具主要失效
5、形式是磨损，冷墩模具是破裂、墩粗及过度磨损；冷挤压模具则是凸模墩粗、是破裂、墩粗及过度磨损；冷挤压模具则是凸模墩粗、折断，凹模变形、涨裂及磨损。折断，凹模变形、涨裂及磨损。常常用用材材料：料：T8A、T10A(性能一般性能一般)；CrWMn、9Mn2V、GCr15(性能中等性能中等)；Cr12MoV(耐磨性特佳耐磨性特佳)；9SiCr、60Si2Mn、6CrW2Si、W6Mo5Cr4V2(强韧性强韧性好好)；6W6Mo5Cr4V、6Cr4W3Mo2VNb(高强韧性高强韧性)；以及硬质合金和钢结硬质合金以及硬质合金和钢结硬质合金(特高耐磨性特高耐磨性)。常用工艺路线常用工艺路线常用工艺路线常用工
6、艺路线 一般模具：一般模具：锻造锻造球化退火球化退火机械加工机械加工淬火、回火淬火、回火钳修、磨刃钳修、磨刃成型磨削或电加工成型模具：成型磨削或电加工成型模具：锻锻造造球球化化退退火火机机械械粗粗加加工工淬淬火火、回回火火机机械械精精加加工或电火花加工工或电火花加工复杂模具：复杂模具：锻锻造造球球化化退退火火机机械械粗粗加加工工高高温温回回火火或或调调质质机机械械精加工精加工淬火、回火淬火、回火钳修、磨韧钳修、磨韧例：例：冲硅钢片的凹模：冲硅钢片的凹模：Cr12MoVCr12MoV图 9-4图 9-39.2.29.2.2热作模具选材与工艺路线热作模具选材与工艺路线热作模具选材与工艺路线热作模具
7、选材与工艺路线 热作模具选材热作模具选材热作模具选材热作模具选材要求：要求：工工作作温温度度下下高高强强度度、良良好好韧韧性性、抗抗热热疲疲劳劳性性、抗抗氧氧化化和和抗抗热热冲冲刷刷能能力力，以以及及高高的的淬淬透透性性、良良好好导导热热性性。并并且应根据具体工况具体化。且应根据具体工况具体化。常用材料：常用材料：热热锻锻模模用用5CrMnMo、5CrNiMo、4Cr5MoSiV(H11)、4Cr5MoSiV1(H13)等等，压压铸铸模模用用4CrW2Si、5CrNiMo、3Cr2W8V及及H13等。等。典型工艺路线典型工艺路线典型工艺路线典型工艺路线（例汽车转向节热锻模（例汽车转向节热锻模（
8、例汽车转向节热锻模（例汽车转向节热锻模700675400700675400mmmm）材料与要求：材料与要求：5CrNiMo，模面硬度模面硬度3639HRC，燕尾燕尾2530HRC。工艺路线：工艺路线：锻造锻造球化退火球化退火机械加工机械加工（电加工）（电加工）稳定化稳定化处理处理淬火淬火回火回火钳修。钳修。图 9-5图 9-69.3成形模模具用钢的选择（自学）成形模模具用钢的选择（自学）塑料模具用材选择：塑料模具用材选择：表9-3表9-4上表9-4 下下9.4量具的选材量具的选材要求：要求：要求：要求：高高耐耐磨磨性性、高高尺尺寸寸稳稳定定性性、良良好好耐耐蚀蚀性性、足足够够强强度度和韧性及良
9、好加工性。和韧性及良好加工性。选材：选材：选材：选材：中中碳碳钢钢、渗渗碳碳钢钢（精精度度要要求求不不高高、形形状状简简单单、小小尺尺寸寸量量具具，如如卡卡规规、样样板板、角角尺尺等等）；CrWMn、GCr15(高精度量具，如量规、块规、卡尺等高精度量具，如量规、块规、卡尺等)。高高速速钢钢、硬硬质质合合金金（使使用用频频繁繁、高高耐耐磨磨性性、高高精精度、高耐用度量具）。度、高耐用度量具）。典型工艺路线（量块）典型工艺路线（量块）典型工艺路线（量块）典型工艺路线（量块）材料与要求：材料与要求：GCr15，6466HRC。工艺路线：工艺路线：锻造锻造球化退火球化退火（调质（调质）切削加工切削加工淬火淬火（热（热校直校直）冷水冲洗冷水冲洗冷处理冷处理回火或稳定化处理回火或稳定化处理清洗清洗粗磨及研磨粗磨及研磨自然稳定化处理自然稳定化处理精磨及研磨。精磨及研磨。作业：作业：1，2，3。图 9-7图 9-8本本章章结结束束 返返 回回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回