實驗指導書
姓名班級
學號南京農業大學工學院機械工程系
材料成型及控制工程教研室
目錄實驗一冷作模具材料選用實訓 1
實驗二熱作模具材料選用實訓 5
實驗三塑料模具材料選用實訓 9
一、實驗目的
1．正確分析模具使用條件，合理選用適當的模具材料。
2．掌握常用冷衝壓模具鋼的熱處理工藝。
二、實驗原理
1．模具材料的選用
模具材料對模具的正常使用、模具使用壽命和模具成本的影響很大。選材時應綜合考慮模具的種類、產品的批量、製件材料和製件複雜程度等因素。而對於模具材料本身，則要考慮它的力學效能、耐磨性、耐熱性、熱變形、淬透性、機械加工性、**和供貨情況等。
1) 滿足模具的使用效能要求
根據實際使用條件，綜合考慮模具的工作條件、模具結構、尺寸和生產批量等，確定模具材料應具備的主要效能指標，以滿足主要的幾個效能要求來選擇模具材料。
工作條件：承受大負荷的過載模具，應選用高強度材料：承受強烈摩擦和磨損的模具，應選用硬度高、耐磨性好的材料；承受衝擊負荷大的模具，應選用韌性高的材料。
模具結構、尺寸：形狀複雜、尺寸精度要求高的模具，應選用微變形材料結構複雜、尺寸較大的模具，宜採用淬透性好、變形小的高合金材料，或製成鑲拼結構。
生產批量：對於小批量生產或新產品試製，可選用一般材料如碳素鋼；當生產批量大或自動化程度高時，宜選用高合金鋼或鋼結硬質合金等材料。
2）考慮模具材料的工藝效能
模具材料一般應具有優良的鍛造效能與切削加工效能，即鍛造的溫度範圍寬，容易被切削加工。對尺寸較大、精度較高的重要模具，還要求有較好的淬透性，較小的氧化脫碳和淬火變形、開裂傾向等。對要焊接加工的模具，材料應有較好的焊接性。
3）經濟性
模具材料發展很快，品種在不斷增多，材料選用應結合實際條件，在滿足前兩項要求的前提下，盡可能選用**低廉的一般材料，少用特殊材料；多用貸源豐富、**方便的材料，少用或不用稀缺和貴重材料。
2．熱處理組織評定
1）退火組織的評定
不同的鋼類，退火組織有不同的評定級別。
碳素工具鋼：按gbl298—86第一級別圖進行評定。標準中的退火珠光體分為6級。當鋼材截面尺寸不大於60mm時，t7—t9鋼合格級別為1-5級；t10—t13鋼為2—4級。
合金工具鋼：根據gbl299--85第一級別圖進行評定。這類鋼珠光體也分為6級。
標準中規定，冷作模具鋼9sicr、crl2、crmn、crwmn和9crwmn等應檢查退火珠光體組織，其合格級別等於或小於5級。
2）碳化物不均勻性
碳素工具鋼：gb--86規定，除了t7和t8鋼只檢查珠光體外，其它碳素工具鋼既要檢查珠光體，還要檢查碳化物網狀分布。標準中採用第二級別圖，分為4級。
對於截面尺寸不大於60mm的鋼材，合格級別不大於2級，大於60-100mm時，則不大於3級。
合金工具鋼：gbl299--85規定了合金冷作模具鋼的評級標準。crmn、crwmn、crl2 等鋼，除了檢查退火組織外，還應按第2級別圖(網狀碳化物)評級，當尺寸不大於60mm時，網狀碳化物應小於3級。
crl2型別鋼有大量的共晶碳化物，是影響使用效能的主要因素，對crl2型』的萊氏體模具鋼，gbl299--85專門規定了按尺寸規格的共晶碳化物的不均勻度的合格級別。
3）晶粒度
測定方法可按gb6394--86的規定進行。
8 ~ 9級：中碳低合金模具鋼，如5crnimo、5crmnmo、4crmnsimov等；
9 ~ 10級：中合金鋼、過共析鋼，如t8~t12、9mn2v、crwmn、4cr5mosiv1、3cr2w8v；
10~ 11級：高合金模具鋼和高速鋼，如cr12、cr12mov、cr12mo1v1
三、主要儀器及材料
1．真空熱處理爐2臺
2．洛氏硬度計3臺
3．金相預磨機5臺
4．金相拋光機10臺
5．金相顯微鏡15臺
6．常用的冷衝壓模具鋼（預先實施鍛造） 若干
四、實驗方法與步驟
1．根據指導教師給定的圖紙，按要求分析模具的工作條件、結構、尺寸和生產批量等基本資訊。
2．結合冷作模具材料選用的原則，初步選擇適當的冷衝壓模具鋼品種。
3．按照設計圖紙對模具材料的硬度要求，合理編制熱處理工藝，主要包括球化退火處理、淬火和回火處理。
4．對選定的模具鋼塊在真空熱處理中進行熱處理。
5．用洛氏硬度計檢驗所採用熱處理工藝處理的模具鋼塊的硬度是否符合要求。
6．將所處理的模具鋼塊製成金相試樣，在金相顯微鏡下觀察其顯微組織，進一步評定其顯微組織，主要是碳化物形態及分布是否滿足要求。
五、實驗注意事項
1．模具鋼的熱處理應在真空熱處理中，以防止模具鋼的氧化與脫碳反應。
2．熱處理實驗中要嚴格控制溫度，控制其溫度誤差不超過2℃。
3．實驗過程應嚴格按照相關裝置的操作規程進行，必須注意實驗安全。
六、預習與思考題
1．事先充分預習關於冷衝壓模具材料選用的原則。
2．必須查閱有關熱處理組織的評定標準。
七、實驗報告要求
1．實驗目的及原理。
2．實驗中模具鋼選用理由。
3．所用熱處理工藝的設計依據。
4．整理所有實驗資料，撰寫實驗報告。
一、實驗目的
1．正確分析模具使用條件，合理選用適當的模具材料。
2．掌握常用熱作模具鋼的熱處理工藝。
二、實驗原理
熱作模具的種類繁多，它們的服役條件也有很大差別，因此選用模具材料應根據模具的具體工作條件、失效形式以及對模具的抗力要求和模具材料本身具有的特性來選擇。
1．熱鍛模具材料的選用
熱鍛模具是在高溫、高壓、高衝擊裁荷下工作，並且經常受到反覆的加熱和冷卻。因此，模具材料必須具有較高的高溫屈服強度、高的衝擊韌度和斷裂韌度，而且鍛模的尺寸一般都比較大，還要求鍛模材料具有很好的淬透性、高耐熱疲勞抗力和回火穩定性。不同型別鍛模的硬度和抗力指標要求見表2.
1。表2.1中小型和中型的模面硬度值有兩個標準．一般地說，淺型槽及形狀簡單者用高硬度值，而較深型槽或形狀複雜的模具用低硬度值。
壓力機模鍛的特點是成形速度慢，單件滯模時間長(約3~6s)，因此，模腔表面溫公升高，瞬時溫度可達700℃，冷卻及潤滑條件較好時，溫度可能低一些，但也會達則500℃左右，這也超過了5crnimo或5crmnmo模組的回火溫度，從而導致模具早期磨損、壓塌等失效。因此，應選用耐熱性較高的高強韌性模具鋼製作壓力機鍛模。表2.
2列出了錘鍛模用鋼的主要牌號．可供選材時參考。
燕尾是鍛模固定在鎚頭的部位，直接與鎚頭接觸．其硬度不應高於鎚頭。燕尾根部存在較大的應力集中，因而硬度也不宣太高。因此，燕尾硬度應低於核具型腔硬度，對煎層要進行專門的回火。
燕尾回火方法有以下兩種；
1）專用煎尾回火爐中回火
該種方法是工廠生產中比較常用的燕尾回火方法，如圖2.1所示。它是將燕後向下置於電爐、煤爐或鹽浴爐的爐槽內加熱回火。具體回火溫度根據鋼種及模具煎尾硬度要求而定。
2）燕尾自回火法
這是較廣泛採用的一種方法，即將整個鍛模在油中冷卻到一定溫度後，將燕尾提出油麵停留一段時間，此時模具心部溫度仍較高，燕尾已淬火的部分被心部熱量加熱而回火。實際操作時要反覆多次入油，以防燕尾溫度公升高到足以引起淬火油燃燒，因此，需注意安全。此外，此法只適用於燕尾朝上的淬火方法，對模具側立或燕尾朝下的入油方法，無法實現燕尾自回火。
2．熱處理組織觀察
1）gbl299—85和gbl298—86這兩個標準都規定熱作模具鋼不檢查退火組織。
2）gbl299--85規定了熱作模具鋼不檢查碳化物分布。
三、主要儀器及材料
1．真空熱處理爐2 臺
2．洛氏硬度計3臺
3．金相預磨機5臺
4．金相拋光機10臺
5．金相顯微鏡15臺
6．常用的熱沖壓模具鋼（預先實施鍛造） 若干
四、實驗方法與步驟
1．根據指導教師給定的圖紙，按要求分析模具的具體工作條件、失效形式以及對模具的抗力要求和模具材料本身具有的特性等基本資訊。
2．結合熱作模具材料選用的原則，初步選擇適當的熱鍛模具鋼品種。
3．按照設計圖紙對模具材料的硬度要求，合理編制熱處理工藝，主要包括球化退火處理、淬火和回火處理。
4．對選定的模具鋼塊在真空熱處理中進行熱處理。
5．用洛氏硬度計檢驗所採用熱處理工藝處理的模具鋼塊的硬度是否符合要求。
6．將所處理的模具鋼塊製成金相試樣，在金相顯微鏡下觀察其顯微組織。
五、實驗注意事項
1．模具鋼的熱處理應在真空熱處理中，以防止模具鋼的氧化與脫碳反應；
2．熱處理實驗中要嚴格控制溫度，控制其溫度誤差不超過2℃；
3．實驗過程應嚴格按照相關裝置的操作規程進行，必須注意實驗安全。
六、預習與思考題
1．事先充分預習關於熱作模具材料選用的原則。
2．可查閱有關熱作模具材料的熱疲勞實驗。
七、實驗報告要求
1．實驗目的及原理。
2．實驗中模具鋼選用理由。
3．所用熱處理工藝的設計依據。
4．整理所有實驗資料，撰寫實驗報告。
一、實驗目的
1．正確分析模具使用條件，合理選用適當的模具材料。
2．掌握塑料模具材料的熱處理工藝。
二、實驗原理
在塑料製品成型模具中，塑料的種類、生產的批量，塑件的複雜程度、尺寸精度和表面粗糙度等質量要求是決定塑料模具用材料的主要因素。
模具材料及表面處理
1名詞解釋 預硬鋼 就是 時已預先進行了熱處理，並使之達到模具使用態硬度，該硬度變化範圍較大，較低硬度為25 35hrc。低變形冷作模具鋼 是在碳素工具鋼基礎上加入少量合金元素而發展起來的。復合強韌化處理 雙重淬火 是將模具的斷熱淬火與最終熱處理淬火回火相結合的處理工藝，它是在模具毛胚停段後用高溫回...
模具材料及表面處理複習
一 填空 1.冷作模具鋼的強韌化處理工藝主要包括微細化處理 等溫和分級淬火等。2.熱作模具的強韌化處理工藝主要包括 3.塑料模具常見失效形式有磨損及腐蝕和 4.按照塑料原材料效能和成型方法，可把塑料模分為和 5.塗鍍技術有和化學鍍。6.製造模具用的硬質合金通常是合金和合金。7.模具失效分和兩種。8....
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