今天給各位分享“高品質壓鑄模具鋼關鍵技術開發(fā)與應的知識，其中也會對金屬材料的強韌化ppt進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、“高品質壓鑄模具鋼關鍵技術開發(fā)與應

2、金屬材料的強韌化ppt

3、9SiCr 解釋牌號和用途。

“高品質壓鑄模具鋼關鍵技術開發(fā)與應

　　1.在深入分析影響等向性關鍵因素的基礎上，自主研發(fā)了中碳鉻系熱作模具鋼等向性提升集成創(chuàng)新技術，提出了“高純凈冶煉-電渣重熔-高溫擴散-多向鍛造-超細化處理-球化退火-真空熱處理”集成工藝方案。

　　2.發(fā)明了“雙細化處理+控速等溫球化”工藝，解決了低Si、低V類熱作模具鋼的退火組織不均勻的難題，球化組織合格率由38%提高到100%。

金屬材料的強韌化ppt

　　（3）割階有兩種類型：一類可以隨位錯一起滑移，另一類則不能滑移。

　　化學強韌化的核心意義是闡述元素以化學相互作用方式強韌化的概念、內涵、化學強化所面對的結合鍵和材料腐蝕的問題。

　　從物理意義上講，晶體中的空位（和間隙原子）在不斷的運動狀態(tài)中存在，位錯對空位的吸收和釋放，會造成位錯自身的攀移，位錯吸收一個空位，則位錯線在一個原子長度上攀移一個原子間距，反之亦然。

　　如果晶體中的空位濃度偏離平衡濃度，則這些非平衡的空位由于具有額外的能量，將會對位錯造成一種攀移方向的作用力。

　　由于非平衡空位的存在，對位錯造成一種作用力，這是一種化學力，稱為滲透力。

　　Fos[（KTb）/Va]ln（C/Co）。

　　C＞Co，即空位過飽和，F(xiàn)os＞0，使正刃型位錯向上攀移，負刃型位錯向下攀移。

　　C＜Co，即空位欠飽和，F(xiàn)os＜0，使正刃型位錯向下攀移，負刃型位錯向上攀移。

　　過飽和空位對正刃位錯一個向上攀移的力，這在強烈變形或位錯塞積嚴重的情況下會使應力得到適當?shù)乃沙冢惨蚋淖兾诲e的分布而使應力得到適當?shù)乃沙冢@就是空位的韌化（軟化）作用，這個作用在適當?shù)臏囟雀黠@。

　　空位對晶體的韌化作用也體現(xiàn)在空位能使擴散加速。

　　塑性變形的本質不僅有位錯運動造成的滑移，同時伴隨著原子的擴散遷移。

　　原子擴散遷移的最有效機制就是空位擴散機制。

　　常溫下，位錯滑移被局限在特定的幾個滑移面上。

　　在較高溫度下，點缺陷的運動可以改變位錯的結構或使位錯容易攀移。

　　當溫度達到（0.50.7）Tm時，點缺陷的數(shù)量大幅度增加，原子擴散速度也很高，位錯的攀移和交滑移變得非常顯著。

　　在高溫若停留時間足夠長，析出相粗化以達到穩(wěn)定狀態(tài)。

　　彌散析出物的強化效果與其大小和間距密切相關。

　　高于一定臨界溫度柯氏氣團會蒸發(fā)，即消除了位錯的釘扎作用。

　　基體屈服后，由于變形機制的不同，夾雜物粒子或第二相粒子脫離基體，降低鋼的強度。

　　造成原因：①隨溫度變化而性能的變化不同導致有不同的變形特性；。

　　②熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生熱應力，與外力疊加產(chǎn)生脫離。

　　當溫度高于0.5Tm時，晶界滑移變得比較明顯。

　　通常有一個內聚溫度（也叫等強溫度），這個溫度晶界強度和晶內強度一樣大，高于這個溫度，晶界相對較弱，晶界滑動可以產(chǎn)生大量的變形，而變形抗力卻不很大。

　　模具市場主要集中在汽車、摩托車、家電、電子產(chǎn)品、通訊設備和儀器儀表等行業(yè)。

　　另外、通訊設備、PVC門窗和上下水管道及管接頭、鋁型材加工等都將成為模具的重要市場。

　　模具的質量包括模具的精度、表面光潔度和模具壽命3個方面。

　　模具的精度和光潔度主要由機加工決定，而模具的壽命取決于設計、加工、材料、熱處理和使用操作等多個因素，其中材料和熱處理是影響模具使用壽命最重要的內在因素。

　　不合理的結構設計往往是造成模具早期失效和熱處理變形開裂的重要因素。

　　模具的結構設計應盡量避免尖銳的圓角和過大的截面變化。

　　尖銳圓角引起的應力集中可高達平均計算應力的10多倍。

　　當由于模具結構的要求，尖銳圓角不允許消除時，可將整體結構改成組合式或將圓角的加工放在最終熱處理后進行。

　　如內四方頭螺栓，原設計用冷鐓模鐓制，使用壽命500件，在沖頭圓角過渡應力集中部位折斷；后來改進設計，加大圓角過渡部位的半徑，由R＝0.127mm增大到0.381～0.5mm，壽命提高到12000～27000件，仍在圓角過渡處斷裂失效；第二次改進設計成組合式，壽命提高到100，000件，最終以磨損失效。

　　模具材料對模具壽命的影響反映在模具材料的選擇是否正確、材質是否良好和使用是否合理3個方面。

　　1耐磨性坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導致模具因磨損而失效。

　　所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

　　一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。

　　另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關。

　　模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導致脆性斷裂。

　　為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強度和韌性。

　　模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。

　　模具工作過程中，在循環(huán)應力的長期作用下，往往導致疲勞斷裂。

　　其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂、接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。

　　模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。

　　當模具的工作溫度較高時，會使硬度和強度下降，導致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。

　　因此，模具材料應具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強度。

　　有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓交變應力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導致模具失效。

　　冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。

　　模具選材必須考慮經(jīng)濟性這一原則，盡可能地降低制造成本。

　　因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進口材料。

　　塑料模具鋼選用時要兼顧其在塑料成形溫度下的強度、耐磨性和耐蝕性，同時還應考慮其加工性能和鏡面度。

　　熱處理對模具壽命的影響主要反映在熱處理技術要求不合理和熱處理質量不良兩個方面。

　　統(tǒng)計資料表明，由于選材和熱處理不當，致使模具早期失效的約占70％。

　　鍛造和機加工對模具壽命的影響，常常被人們忽略，不正確的鍛造和機加工往往成為導致模具早期失效的關鍵。

　　Cr12MoV鋼是國內最常用的冷作模具鋼之一，屬于高碳高鉻萊氏體鋼，含有大量的一次和二次碳化物，偏析很大。

　　因此，改善其碳化物分布狀況成為提高模具壽命的重要環(huán)節(jié)。

　　共晶網(wǎng)狀碳化物難以通過熱處理消除，必須通過鍛造使其細化并均勻化。

　　對鋼坯從不同方向上進行多次鐓粗和拉拔，按“二輕一重”法鍛造。

　　利用鍛后余熱淬火，低溫回火，可獲得隱針馬氏體加細小彌散分布的碳化物和少量殘留奧氏體，可大幅度提高模具的使用壽命。

　　不正確的機加工可能在以下3個方面導致模具早期失效：。

　　①不當?shù)那邢鳎纬杉怃J圓角或過小的圓角半徑時常造成應力集中，使模具早期失效；。

　　②表面光潔度不夠，存在不允許的刀痕，常常使模具因早期疲勞破壞而失效；。

　　③機加工沒有完全均勻地去除軋制和鍛造形成的脫碳層，致使模具熱處理后形成軟點和過大的殘余應力導致模具早期失效。

　　2模具的服役條件、失效方式及對模具鋼性能的要求。

　　冷鐓模具表面要求高硬度（≥60HRC），硬材料的冷鐓模具要整體淬硬，以防壓塌；在保證不堆塌的前提下，為了使模具有足夠的韌性，防止開裂，冷鐓模具的心部硬度以40～50HRC為宜。

　　常用的冷鐓模具鋼有T10A、9SiCr、9Cr2、Cr12MoV等，凹模鑲塊可用Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2、WC（含13%～25％Co）、W18Cr4V鋼制造，形狀復雜、沖擊大的凸模可采用耐沖擊鋼5CrW2Si、60Si2Mn和基體鋼。

　　冷擠壓沖頭承受較大的動載荷，為防止模具早期疲勞失效，應避免過大的應力集中，并應注意沖頭的穩(wěn)定性，沖頭的長徑比（L∶D）不能過大，擠壓鋼件時，L∶D≤3∶1，擠壓銅及其合金L∶D≤5∶1，擠壓鋁及其合金L∶D≤10∶1。

　　低中碳鋼的冷擠壓模具要求有高的硬度（59～66HRC），高的抗壓屈服強度和適當?shù)捻g性。

　　常用的模具材料有Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2鋼和基體鋼等。

　　鋁合金冷擠壓模可采用T7A、T10A、Cr12、Cr12MoV、GCr15、9SiCr和CrWMn等鋼制造。

　　金屬模具的失效大部分是由斷裂、磨損和變形而引起，其主要原因是熱處理不當和模具加工不良。

　　模具熱處理包括預先熱處理和最終熱處理，熱處理的最終目的是使模具有良好的表面質量和強度、塑性和韌性的合理配合。

　　冷作模具鋼含碳量較高，最常用的預先熱處理是球化退火，以便獲得細小、均勻的球形碳化物分布。

　　當常規(guī)球化退火工藝效果不理想時，可采用調質取代，也可利用鍛后余熱直接進行球化退火或循環(huán)球化退火工藝。

　　某廠從國外引進了1臺先進的軋絲機，用來軋制梯形絲杠，軋絲模用Cr12MoV制造。

　　原模具加工流程為鍛造→球化退火→粗車→精加工→淬火+回火→磨削→時效→精磨。

　　改進工藝是在粗車和精切加工之間增加了一道高溫調質工序。

　　自行車中接頭冷擠成型，冷擠沖頭外形尺寸如圖9所示。

　　沖頭材料為Cr12鋼，加工工藝流程如下：鍛造→球化退火→機械加工→熱處理→打光。

　　熱處理采用980℃加熱，280℃回火，硬度為60～62HRC。

　　壽命為7000～8000件，因脆斷、崩刃、掉塊而失效。

　　采用調質處理取代球化退火、使沖頭壽命提高到10萬件以上。

　　工模具鋼的深冷處理可以在淬火和回火工序之間進行或在淬火回火后進行。

　　當深冷處理在淬火后立即進行時，一方面發(fā)生殘留奧氏體向馬氏體的轉變，另一方面熱力學不穩(wěn)定的馬氏體將析出大量微細碳化物，使鋼的硬度升高，但韌性有所下降。

　　淬火回火后再進行深冷處理，由于殘留奧氏體已經(jīng)在回火過程中完成了轉變，故鋼的硬度只略有升高或保持不變，但由于大量的細小分散的碳化物由馬氏體中析出，降低了馬氏體的過飽和度和內應力，改善了鋼的韌性。

　　深冷處理在提高模具鋼的力學性能和延長模具壽命方面效果顯著，屬于簡單易行的強韌性處理工藝。

　　例如：Cr12MoV鋼經(jīng)1030℃加熱淬火，180℃回火，－196℃深冷處理，200℃回火，其Ak值比常規(guī)熱處理提高21％，使某扇形沖壓模具的壽命提高1.5～2倍。

　　Cr12MoV鋼經(jīng)1030℃加熱淬火，100℃回火，－160℃深冷處理2h，500℃回火兩次，與常規(guī)熱處理相比，其沖擊韌度變化不大，硬度提高1～2HRC，抗彎強度σbb提高約5％，耐磨性大幅度提高，可使M12螺母冷鐓模壽命提高2倍，鋁合金擠壓模壽命提高1倍以上。

　　深冷處理既可以用于冷作模具，也可以用于熱作模具。

　　3Cr2W8V鋼制造的軸承套圈熱沖模，經(jīng)1050℃加熱淬火＋620℃回火2h＋深冷處理＋180℃回火2h，其使用壽命較常規(guī)處理模具提高1倍以上。

　　深冷處理7CrMo2V2Si（LD）過程中，微細碳化物在馬氏體的位錯線和孿晶面等微觀缺陷處析出，認為是從深冷溫度（－196℃）到室溫，相當于在低溫范圍內加熱過程中析出的微細碳化物，并不是在深冷保溫階段析出的。

　　在研究深冷處理對高速鋼紅硬性及耐磨性的影響時，發(fā)現(xiàn)在－196℃低溫下慢速長時深冷處理的效果優(yōu)于在相同溫度下快速短時深冷處理，表明微細碳化物析出等組織變化也與深冷時間有關，看來碳化物的析出機理尚需進一步研究。

9SiCr 解釋牌號和用途。

　　硬度：退火,241～197HB,壓痕直徑3.9～4.3mm;187～229HB(制造螺紋工具用);淬火,≥62HRC。

　　熱處理規(guī)范：試樣淬火820～860℃,油冷。

　　Ac1770°C、Ar1730℃、Accm870°C。

　　需在中性氣氛或保護氣氛爐中加熱,預熱溫度第一次70080O°C,保溫時間1.01.5h,第二次850900°C,保溫時間2min/mm,保溫后以≤100℃的加熱速度升溫至11001150℃,保溫時間1.01.5min/mn。

　　在加熱過程中應勤翻動坯料,均勻受熱,充分透燒。

　　開鍛溫度10501100°C,反復進行雙十字變向鐓撥鍛造,鍛后合金碳化物等級≤2級。

　　900℃高溫余熱油淬,接著進行700720°C高溫回火,硬度達200220HBW,可代替鍛后球化等溫退火。

　　正火溫度900920°C.保溫時間:鹽浴爐2530s/mm,空冷爐7090s/mm,空冷,硬度321415HBW。

　　790810°C×23h,爐冷,700720°C×34h,硬度≤229HBW,珠光體組織25級,網(wǎng)狀碳化物等級≤2級。

　　790810℃×24h,爐泠,700720℃×34h,以.≤30°C/h的冷卻速度,緩慢爐冷到500600℃,出爐空冷,硬度179241HBW。

　　軟化溫度(820±10)℃,保溫3-4h,再以15℃/h的冷卻速度冷至≤650℃,出爐空冷。

　　(820±10)°C×34h,(720±10)℃×6-8h,再緩冷至≤600℃,出爐空泠。

　　處理前硬度≤241HBW,處理后硬度≤217HBW。

　　淬火溫度880890°c,油冷,回火溫度680700°C,硬度197229HBW。

　　將鋼補充加熱到330°C以后,再以≤30℃/h的冷卻速度降溫到630℃,出爐油泠。

　　硬度9394HRB,不破斷扭轉角345°,以提高鋼的韌性。

　　1)淬火溫度830860°C,油冷,硬度6264HRC,回火溫度150200°C,硬度6163HRC。

　　2)淬火溫度隨850870℃,油冷,硬度62-65HRC,回火溫度140160,硬度6265HRC。

　　3)淬火溫度850870°C,油冷,硬度62-65HRC,回火溫度160180°C,硬度61-63HRC。

　　4)預熱溫度450500°C,淬火溫度870880°C,油冷,回火溫度180200°C,保溫2h,硬度5962HRC。

　　淬火溫度850860°C,等溫溫度240260°C,硝鹽冷卻介質(質量分數(shù)):NaN0250%+KN0250%,冷至室溫,清洗后進行校直,迸行300320°C×1.52h回火(夾具夾緊回火)。

　　預熱溫度450500°C,奧氏體化溫度870880℃,不保溫,冷卻介質溫度180190°C.在硝鹽浴中冷卻數(shù)分鐘,回火溫度240260℃,回火時間2h。

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