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1、 模具选材及备料模具选材及备料41235金属材料基础知识的认知金属材料基础知识的认知金属材料改性处理金属材料改性处理 模具材料的选用模具材料的选用 观察金属材料组织观察金属材料组织讨论两幅模具的选材及热处理讨论两幅模具的选材及热处理教教学学模模块块二二任务一：金属材料基础知识的认知任务一：金属材料基础知识的认知 了解各了解各类金属类金属的用途的用途熟悉各熟悉各种金属种金属分类名分类名称称量量 材材使使 用用任务目标任务目标任务过程任务过程金金 属属 材材料料 分分 类类金属和非金属金属和非金属黑色金属和有色金属黑色金属和有色金属 纯金属和合金纯金属和合金 钢钢 和和 铸铸 铁铁 钢钢 的的 分
2、分 类类 金属和金属和非金属非金属金属金属 非金属非金属 工程工程材料材料 金属和非金金属和非金黑色金属和有色金属黑色金属和有色金属 1.黑色金属黑色金属一般是指以铁为主（如各种钢和生铁）而形成的金属材料 2.有色金属非铁金属是指除钢铁材料以外的其他金属及其合金的总称，也称为有色金属 纯金属和合金纯金属和合金 1.纯金属由一种金属元素组成的材料如纯铁、纯铜等，纯金属的性能取决于其晶体结构2.合金以一种金属元素为基础，加入其他金属或非金属元素，通过冶炼或其他方法结合而成的，并且具有金属材料特性的材料成为合金 钢和铸铁钢和铸铁 1.钢和铸铁的区别2.随着含碳量的增加 钢的性能的变化规律钢的分类钢的
3、分类 金属材料的性能金属材料的性能金属材金属材料的料的机械机械性能性能一一一一一一金属材金属材料的工料的工艺性能艺性能三三三三金属材金属材料的使料的使用性能用性能 二二二二二二金属材料的机械性能金属材料的机械性能 金属材料的使用性能金属材料的使用性能1耐磨性 2 3耐腐蚀性红硬性 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 ConceptConceptBBE EC CDDAA铸造性能铸造性能压力加工性能压力加工性能 焊接性能焊接性能 切削加工性能切削加工性能 热处理性能热处理性能 常用金属材料牌号及特点常用金属材料牌号及特点一、金属材料牌号意义一、金属材料牌号意义钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产
4、钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言语言 钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如 SiSi，MnMn，Cr Cr 等。混合稀土元素用等。混合稀土元素用RE RE（或（或 XtXt）表示。表示。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等一般采用产品名称、用途、冶炼和浇注方法等一般采用汉语拼音汉语拼音 的缩写字母表示，的缩写字母表示，钢中主要化学元素含量（钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字）采用阿拉伯数字表示表示 任务三任务三 常用金属材料牌号及特点常用金属材料牌号及特点二、常用材料的
5、牌号二、常用材料的牌号1.1.碳素结构钢碳素结构钢2.2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢 3.3.碳素工具钢碳素工具钢 4.4.合金结构钢合金结构钢5.5.低合金结构钢低合金结构钢6 6合金工具钢和高速工具钢合金工具钢和高速工具钢 任务二任务二 金属材料改性处理金属材料改性处理1234铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 钢钢 的的 热热 处处 理理 基基 础础 钢钢 的的 热热 处处 理理 工工 艺艺 钢的化学处理工艺钢的化学处理工艺 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 1.1.金属的结晶及晶体结构金属的结晶及晶体结构体心立方晶格体心立方晶格 铁碳合金的基本组织与性能
6、铁碳合金的基本组织与性能 面心立方晶格面心立方晶格 密排六方晶格密排六方晶格 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 2 2、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织（1 1）铁素体铁素体 用符号用符号F(F(或或)表示表示 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 2 2、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织（2 2）奥氏体奥氏体 用符号用符号A(A(或或)表表 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 2 2、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织（3 3）渗碳体渗碳体
7、 Fe3CFe3C 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 2 2、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织（）（）珠光体珠光体P P 如图如图 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 a a）粒状）粒状 b)b)片状片状铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能 2 2、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织（）莱氏体（）莱氏体LdLd 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能一、铁碳合金相图钢钢 的的 热热 处处 理理 基基 础础二、合金钢的合金元素对钢的性能改善作用二、合金钢的合金元素对钢的性能改善作用钢钢
8、的的 热热 处处 理理 基基 础础7 7、钨（钨（W W）8 8、钛（、钛（TiTi）9 9、铌（、铌（NbNb）1010、稀土元素、稀土元素 （ReRe）1111、磷（、磷（P P）、）、硫（硫（S S）1 1、锰（、锰（MnMn)2 2、硅（、硅（SiSi）3 3、钼、硼、钼、硼（MoMo、B)B)4 4、镍（、镍（NiNi）5 5、铬（、铬（CrCr）6 6、钒（、钒（V V）钢钢 的的 热热 处处 理理 工工 艺艺回火回火 淬火淬火 正火正火 退火退火 热处理热处理 工艺工艺（1 1）表面热处理表面热处理表面淬火表面淬火 火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火 渗氮渗氮（2 2）化学热处理化
9、学热处理 渗碳渗碳 感应加热表面淬火法感应加热表面淬火法钢的表面热处理与化学热处理钢的表面热处理与化学热处理任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用模具工模具工作环境作环境及失效及失效分析分析 国内外国内外模具材模具材料对照料对照 一一二三模具材料选用模具材料选用冲压模具选材冲压模具选材塑料模具选材塑料模具选材金属压铸模具金属压铸模具选材选材任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用冲冲压压模模具具工工作作环环境境及及失失效效分分析析断裂失效 磨损失效 疲劳失效 塑性变形 任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用塑塑料料模模具具工工作作环环境境及及失失效效分分析析（1）腐 蚀（2）磨 损（
10、3）变 形（4）开 裂任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用一、冲压模具选材一、冲压模具选材1.1.碳素工具钢碳素工具钢2.2.低合金工具钢低合金工具钢 3.3.高碳高铬工具钢高碳高铬工具钢 4.4.高碳中铬工具钢高碳中铬工具钢 5.5.高速钢高速钢 6.6.基体钢基体钢 7.7.硬质合金和钢结硬质合金硬质合金和钢结硬质合金 任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用二、塑料模具选材二、塑料模具选材1.1.渗碳型塑料模具钢渗碳型塑料模具钢2 2预硬型塑料模具钢预硬型塑料模具钢3 3时效硬化型塑料模具钢时效硬化型塑料模具钢4 4耐腐蚀型塑料模具钢耐腐蚀型塑料模具钢5 5非调质塑料模具钢非调质
11、塑料模具钢任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用三、金属压铸模具选材三、金属压铸模具选材 压铸模具在服役条件下不断承压铸模具在服役条件下不断承受高速、高压喷射、金属的冲刷腐受高速、高压喷射、金属的冲刷腐蚀和加热作用从总体上看，压铸蚀和加热作用从总体上看，压铸模具用钢的使用性能要求与热挤压模具用钢的使用性能要求与热挤压模具用钢相近，即以要求耐磨性、模具用钢相近，即以要求耐磨性、高的回火稳定性与抗热疲劳性为主。高的回火稳定性与抗热疲劳性为主。所以通常所选用的钢种大体上与热所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模具用钢相同挤压模具用钢相同 任务三任务三 模具材料的选用模具材料的选用四、新材料简介四、新材料简介（1 1）超级钢）超级钢（2 2）超细晶粒钢）超细晶粒钢（3 3）新一代钢铁材料的应用）新一代钢铁材料的应用