冷作模具钢
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冷作模具钢范文第1篇
关键词：模具钢;模具制造;应用;发展
一、模具钢的基本类别及性能要求
模具钢分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。
（一）冷作模具钢
冷作模具钢的工作条件和性能要求：冷作模具钢主要是指冷冲模、冷镦模、冷挤压模、拉深模、拉丝模等所用的钢。模具工作时温度不高，工作部分受到很大的压力、摩擦力、拉力、冲击力，尤其是模具刃口受到强力的摩擦和挤压。因此冷作模具钢较刃具钢需要更高的耐磨性，更高的强韧性，而且要求淬透性高，热处理变形应尽可能小。
（二）热作模具钢
热作模具用钢的工作条件和性能要求：热作模具是指在高温下对金属进行热加工的模具，如锤锻模、热挤压模、压铸模和热冲裁模等。这类模具工作时会反复受热和冷却，大多工作温度在200～700℃，同时还会在热态下受到摩擦冲击等作用，因此其主要性能要求是：① 良好的综合力学性能。这主要在于模具工作时要承受较大载荷，且会受冲击，对强韧性都有较高要求。② 高的热疲劳抗力和耐磨性。模具工作时循环冷却加热的应力及表面氧化等会引起材料的破坏失效，即热疲劳失效。③ 淬透性高。这是为了保证模具整体较高的力学性能;同时还要求热作模具钢导热性好，减少热应力并避免型腔表面温度过高。
（三）塑料模具钢
塑料模具是用于制造塑料制品的模具。按塑料原材料性能和成型方法分为热塑性塑料模和热固性塑料模两种。热固性塑料模一般是在加热（160～250℃）、加压条件下进行工作的，承受摩擦、一定的冲击与腐蚀;热塑性塑料模工作温度一般在150℃以下温度下持续受热，压力和摩擦较小。但值得注意的是含有氯、氟的塑料在压制时常析出有害的气体，对模腔有较大的腐蚀作用。
塑料模具工作条件对塑料模具钢的性能要求：模具有足够强度和韧性;较高的硬度和耐磨性，模面要有一定的表面硬化层，硬度一般在38～55HRC;一定的耐热性和耐蚀性;良好的切削加工性，保证尺寸精度和表面粗糙度;良好的热处理工艺性能及表面处理工艺性，工艺简单，变形小等。
二、我国模具材料应用及发展
近年来，随着模具工业的发展，我国自行开发了一些新型模具材料，同时在模具钢的生产技术、品种质量、工艺装备、科技开发及材料应用等方面都取得了较大的发展。
（一）冷作模具钢应用及发展
低合金冷作模具钢。常用的有：GrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15V等钢;新研发的有：GD（6CrNiMnSiMoV）、CH-1（7CrSiMnMoV）、DS（6CrNiWMoV）等钢;韧性较高的高碳高合金耐磨冷作模具钢。常用的有：Cr12、Cr12MoV等钢;新研发的有：LD（7Cr7Mo2V2Si）、GM（9Cr6W3Mo2V2） 和ER5（Cr8MoWV3Si）等钢;基体钢。65Nb（6Cr4W3Mo2VNb）、012Al（5Cr4Mo3SiMnVAl）、CG2（6Cr4Mo3Ni2WV）、LM1（65W8Cr4VTi） 等钢;钢结硬质合金。GT35、R5、D1、T1、TLMW50、GW50、GJW50等钢。
（二）热作模具钢的应用及发展
为了适应压力加工新工艺、新设备对模具钢在强韧性和热稳定性方面更高的要求，我国研制了不少新型热作模具钢，主要有以下两类：
锤锻模具钢（又称高韧性热作模具钢）。有3Cr2MoWVNi、45Cr2NiMoVSi、5Cr2NiMoVSi等钢;热挤压模具钢（又称高热强模具钢）。传统的有：3Cr2W8V、H13（4Cr5MoSiV1） 等钢。新型的有：HM1（3Cr3Mo3W2V）、TM（4Cr3Mo2WVMn）、Y4（4Cr3Mo2MnVNbB）、PH（2Cr3Mo2NiVSi）、 6W6Mo5Cr4V、65W8Cr4VTi、5Cr4W5Mo2V、Cr14Ni25Co2V、5Mn15Cr8Ni5Mo3V等钢。
（三）塑料模具钢的应用及发展
近年来我国在引进国外塑料模具钢的同时，自行研制和开发了一批新型塑料模具专用钢。这类钢大致可分为六类：
预硬型塑料模具钢。常用的有：P20（3Cr2Mo）、718（3Cr2NiMo） 等钢;易切削预硬钢。常用的有：8Cr2S（8Cr2MnWMoVS）、SM1（Y55CrNiMnMoVS）、5NiSCa（5CrNiMnMoVSCa）等钢;时效硬化型塑料模具钢。常用的有：25CrNi3MoAl、PMS（1Ni3Mn2CuAlMo）等钢;冷挤压成型塑料模具钢。常用的有：20、20Cr、12CrNi2、20CrMnTi、U等钢;非调质塑料模具钢。常用的有：3Cr2MnMoVS 和2Mn2CrVTiSCaRE（FT）等钢;耐蚀型塑料模具钢。常用的有：3Cr13、4Er13、9Cr18、DCr17Ni4CuNb、PCR（0Cr16Ni4Cu3Nb）等钢。
三、我国模具材料发展展望
我国模具钢生产技术的发展十分迅速，模具钢产量已居世界前列，形成了自己的模具钢系列，建成了不少先进的生产工艺装备。从20世纪70年代以来，国内陆续推广了炉外精炼，电渣重熔等工艺技术，一些特殊钢企业采用新工艺，新技术生产的某些模具钢，产品质量与国外钢的质量水平相当。但是总的看来，我国模具钢的生产技术和产品质量等与先进国家相比还存在着很大差距，很多制造大型、精密、长使用寿命模具的钢材仍需从国外进口。因此，我国模具钢工业尚需不断开拓创新，扩大模具钢的品种规格！积极推广应用性能较好的通用型模具钢，并推广一些性能较好的新型模具钢，如CrSMo1V、Cr12Mo1V1等，结合模具工业的发展，形成我国新的模具钢系列，以满足高性能、长寿命的模具生产的需要，加速发展步伐，努力提高我国模具技术水平。
冷作模具钢范文第2篇
[关键词]冷冲压模具；模板材料；热处理；变形；线切割加工工艺
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0382-01
生产实践中，冲压模具的变形和开裂是一个很常见的问题，也是一个令广大企业设计人员及管理人员很头痛的问题，而解决冲压模具的变形和开裂是需要认真研究、不断实践和总结经验，加以克服的过程。
1 选择变形小的模板材料
冷冲压模具工作都是在常温下，通过对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，获得所需要形状、尺寸和使用性能的零件。冷冲压模具有冲裁模、拉深模、弯曲模、冷挤压模等。这类模具工作时，要承受较大的冲击载荷和挤压力，刃口或工作表面产生剧烈的摩擦与磨损。要求模具材料热处理后具有高的工作硬度、足够的韧性、良好的工艺性以及高的耐磨性等。一般，模板的热处理采用淬火和回火，来达到其性能要求。
热处理对材料有改性作用，可以提高模具材料的硬度、耐磨性、强度等力学性能，但一般热处理过程都会使材料产生各种缺陷及变形，影响模具承载能力及模具精度，降低模具使用寿命。
实际生产中，模具热处理后的变形，分为体积变形和形状变形，产生的主要原因是淬火和回火时，热应力、残余应力及组织应力使得模具变形。虽然我们可以采取合理的预处理和热处理工艺、合理设计模具结构等措施来减少模具变形。更应该从材料本身方面着手，合理的选择模具材料。
材料选择合适，热处理过程产生的各种缺陷会减少，热处理过程模具变形会大大降低。在后续的模具加工中，由各种缺陷诱发产生的应力集中、残余应力相应会降低。
在模具加工过程中，切削刀痕、表面划伤，会使金属表面不连续而引起应力集中；由于加工热的作用，材料表面会产生残余应力，甚至引起材料开裂。在模具的使用过程中，不同模具材料，模具型腔承受加工零件的力、热能力极限不同，变形程度就不同，模具寿命及精度都受到影响。
国内常用的冷作模具钢主要有 T8A、T10A、T12A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、6CrW2Si、Cr12、Cr12MoV、GCr15 等。碳素工具钢T8A、T10A、T12A属于低淬透性钢，淬火冷却时，温度差产生热应力变形。低合金工具钢CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等，淬透性好，淬火变形应力明显减少，但相变组织应力大。高碳高铬钢Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV，具有高的淬透性高，淬火时不需要快速冷却，产生变形小，称为微变形钢。实际生产中，要根据零件批量及精度等技术要求，在模具选材方面，为减少变形，选用屈服强度高、淬透性好的合金钢。对要求不变形的高精度模具，可选用空冷条件下微变形模具钢。
随着模具工业的发展，针对传统模具钢的缺点，国内外研制出了一些性能优异的新型模具材料，例如，高强韧低合金冷作模具钢GD、火焰淬火钢CH，GD属于空冷微变形冷作模具钢。CH淬火变形很小。
高碳中铬耐磨钢 120、301、LD、GM、ER5，主要代替 Cr12、Cr12MoV。还有高速钢基体钢 65Nb、LM1、CG2、012AL 及改良型高速钢等。这些钢种都是在高碳低合金钢基础上，做了成分上的改变，热处理变形小，实现了冷作模具钢的强韧性、红硬性、耐磨性较好的统一，达到了模具材料强度、硬度、韧性及热稳定性等方面要求，同时材料的热处理变形极小。
所以，我们要根据冲压产品图纸技术要求、批量大小等，合理选择变形小的模具材料，减小模具加工中的变形，提高模具型腔精度，保证模具质量，延长模具寿命。
2 确定合理的线切割加工工艺
电火花线切割加工，已经广泛用于机械行业，特别成为冷冲压模具加工主要手段。它是利用电腐蚀原理加工模具，与材料硬度没有关系，可以在模具淬火回火后加工模具型腔。在线切割加工模板型腔过程中，由于材料内部的残余应力存在，加工中很容易引起模具型腔变形，影响模具尺寸精度、形状精度。经过实践证明，采取合理的线切割加工工艺，就可以避免、降低模具变形，保证模具尺寸精度、形状精度。
线切割加工工艺包括型腔的多次切割和线切割凸模的加工路线选择。当然在加工过程中，也要合理的电参数及冷却液等。
在实际加工中，对于材料变形大的型腔，可以先用普通铣床预先加工掉型腔的大部分余量，再进行热处理淬火回火，经过磨削后进行线切割加工。这样可以大大地降低线切割型腔时的变形程度。
对于一些形状复杂、型腔精度要求高、大型的的模具，为减小变形，保证加工精度，凹模宜采用多次切割法。通常，精度要求高的部位留1mm～2mm 余量先进行粗切割，待工件释放较多变形后，再进行精切割至要求尺寸。若为了进一步提高切割精度，在精切割之前，留0.50mm 余量进行半精切割，这是提高模具线切割加工精度的有效措施。
凸模加工要在备好的块料上进行，加工路线非常重要。凸模加工路线的选择要使最后切割点在压板的装夹处，这样凸模就避免了加工中的变形，让变形发生在废料上。另外，大型凸模的切割起点最好设置在穿丝孔内，避免凸模切割中的变形。
冷冲模在我国模具工业中占有非常重要的地位。要保证冷冲模具加工质量，提高模具精度，从材料选择、合理编制模具加工工艺着手，是减小模具加工变形的有力措施。当然，热处理及使用维护也非常重要。随着现代新材料、新工艺、新设备的出现，需要大家共同不断地研讨、总结，使我国模具向大型、精密、长寿命尽快发展。
参考文献
[1] 丁毅主编.模具寿命与失效.化学工业出版社，2009.
冷作模具钢范文第3篇
【关键词】数控多孔组合模具；工艺分析；数控编程
1、引言
转塔式数控冲床以其快速、高精度的柔性冲切加工系统和数控编程仿真技术对产品的精确预测的优点，近年来应用越来越广泛。但国内外传统常规的数控标准模具一直束缚着企业发展的要求，数控模具技术的开发与创新成为企业提升产品质量和生产效率的永恒课题。根据企业现有产品的特性，将多孔组合模具应用到加工各类网孔门板的过程中，不仅能提高生产效率，更能加强门板的平整度要求及视觉效果，提升产品的质量，从而给企业创造出可观的经济效益。
2、概述
因通信通风机柜必须符合信息产业部通风面积60%以上的要求，该工艺须在机柜前后门板上冲切大量的网孔或蜂窝孔，一件22000*600*600机柜的门板用标准单孔模上数控冲切网孔就需花费48分钟，严重影响到了企业的生产效率和交货期，且由于不间断地单孔冲压板材会严重变形，直接影响到产品质量。为了提升公司产品的竞争力，相继开发设计了24孔、16孔、12孔、6孔等多视觉感形多孔组合模，以满足各类网孔门板的生产加工。该模具设计开发成功实施，可将原本应用标准单孔模具在数控冲床中加工一件网孔门板时需耗时的48分钟降至4.6分钟，将生产效率提升6-10倍，加工时因减少了门板单位面积的受压次数，从而极大提高了各类网孔门板的平整度质量，视觉上整体一致性效果良好。通过合理设计，工艺技术分析到位，不仅模具本身可靠性好，更换冲芯方便，且与相同孔位数量的单孔模具相比，成本还能有所下降。现以24孔组合模具为例作详解。
3、多孔组合模具的结构及工艺分析
3.1适用范围
多孔组合模适用于冲切任何网孔门板，可根据网孔区域选择合适的6孔、12孔、24孔模，若冲裁面网孔排列未满足规定网孔区域则可选用单孔模补足。
3.2模具的结构及组成
24孔组合模具，由上模整组及下模组成，上模整组导套、卸料板、冲芯垫片及上模组成，拆卸方便，只需拧下上模整组导套四周的6颗弹簧螺钉即可，更换冲芯亦只需拧下4颗螺钉，取下2颗定位销即可。
3.3主要技术指标和相关参数
3.3.1模料的选用
模料的材质是模具使用寿命的保重，因此要选用耐磨性，韧性大的进口模具钢DC53或SKH-9。DC53是在SKD11（Crl2MoV）基础上改进的冷作模具钢，DC53经1040℃淬火和520～530℃高温回火后，硬度HRC可达62～63，韧性为Crl2MoV的两倍，是目前常用的冷作模具钢中最高的，且切削性、磨削性较好，电加工变质层残余应力小，残余奥氏体极少，碳化物细小并分布均匀。SKH-9日本日立YSS安来钢，此为钨钢高速度钢，属于冷模工具钢，耐磨性，韧性大，宜于制造强力切割用耐磨，耐冲击各种工具，高级冲模等。
3.3.2确定工位
公司现有数控冲床为台励福公司生产、冲裁压力均为30T、工位40个、分别为A工位24个、B工位8个、C工位4个、D工位2个（D为旋转工位）、E工位2个。
通用厚转塔模具一般按模具能加工的孔径尺寸进行分级，方便模具的选用。通常分为A、B、C、D、E五档。
A（1/2”）工位：加工范围Ø；1.6～Ø；12.7mm
B（11/2”）工位：加工范围Ø；12.7～Ø；31.7mm
C（2”）工位：加工范围Ø；31.7～Ø；50.8mm
D（31/2”）工位：加工范围Ø；50.8～Ø；88.9mm
E（41/2”）工位：加工范围Ø；88.9～Ø；114.3mm
即A工位最大外径绝限尺寸为12.7/B工位为31.7/C工位为50.8/D工位为88.9/E工位为114.3，根据所需冲切外径，选择所需导套外径，确定合适的工位，此组24孔模为D工位。
3.3.3确定冲切力
公司现用冲床最大冲裁负荷为30T，而最佳冲裁负荷为80%即24T。
根据冲孔形及材料厚度可以计算出冲孔所需的冲切力。如无斜刃口冲芯的冲孔冲切力计算方法：
冲切力（kN）=冲芯周长（mm）×板材厚度（mm）×材料的剪切强度（kN/mm2）
3.3.4间隙的选择
上模和下模的间隙，是冲孔加工最重要的因素之一，如果间隙选择不合适会使模具寿命缩短，或出现毛刺，引起二次剪断等，使得切口形状不规则，脱模力增大等，因此正确选择间隙非常重要。上模和下模的间隙用总差值表示，如：使用Φ6.4的上模和Φ6.6的下模时，间隙为0.2，间隙受材料材质的影响，一般碳素钢取板厚的10%-20%最优，数控转塔冲床若没特殊要求，可参照下表：
4、数控编程的运用
NEWCAM PUNCH是一套结合加工经验与软件技术的专用CAD/CAM系统，充分支援CNC数控冲床加工所需要的工切辅助工作，从精密绘图，规划加工路径，即时冲孔路径模似，转换CNC程式到DNC传送等程序。
4.1数控编程的步骤和方法
数控编程是通过系统自带应用软件进行操作的，操件简单，编程只须根据产品图纸要求及切孔大小形状选择最合理的模具，确保冲次接刀最少限度，能用A工位不用B工位，能用B工位不用C工位，能用C工位不用D工位，因D工位为运动旋转工位，机械损耗较大，E工位为零件外形X轴/Y轴（0度/90度）切边模具。程序应考虑零件的成型型腔凸台等等，熟悉了解各工位模具导套的外径尺寸参数，避免成型型腔密度高离边缘近，在冲切外形时造成重叠压坏。各工位模具导套外径尺寸参数：A工位为25.4、B工位为47.83、C工位为69.78、D工位为111、E工位为133.2。
5、总结
多孔组合模具在机件冲制过程中，断面状况、尺寸精度和形状误差都在冲裁件质量的可控范围中，基本满足一般冲裁件的要求。同时冲裁件的翘曲现象也不会影响生产的正常进行。（材料的相对厚度越大，弹性变形量越小，因而制件的精度也越高。冲裁件尺寸越小，形状越简单则精度越高。）通过实践验证，该模具结构设计合理，经试模调试合格，已进行批量生产，满足零件的技术要求，质量稳定可靠，为公司创造直接经济效益每年3000万以上（公司现有台励福数控冲床10台）。
参考文献
[1]李小海.模具设计与制造.电子工业出版社
[2]于淑贞.制造技术与机床铺，2007年第9期
[3]施晓春.锻压装备与制造技术，2005年第2期
[4]黄勇军.设备管理与维修，2009年第12期
[5]林亨，韩志宏.组合机床与自动化加工技术，1999年第1期
冷作模具钢范文第4篇
关键词：冲压模具材料；热处理；表面处理；模具材料性能
中图分类号：TG385
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）17-0091-02
模具作为工业生产的重要工艺设备，在其实际应用过程中，具有生产效率高、材料利用率高、制件精度高、复杂程度高等优势，这些是其它加工制造技术无法比拟的。模具生产技术已经广泛应用在汽车、电子、机械、仪表、家电、航空等行业中。在很长一段时间内，模具作为重要工艺设备极大的促进了生产的发展，但是随着模具种类的不断增多，形状越来越复杂，加工工艺越来越困难，再加上热处理技术的限制，模具技术的发展速度逐渐缓慢，并出现各种质量问题。在这种情况下，有必要对模具材料的种类进行分析并选取合适的模具材料以及对应的处理技术，确保模具质量。
1 常见冲压模具材料的种类及性能
1.1 常见冲压模具材料种类
常见冲压模具材料主要包括碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高速钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。其中，碳素工具钢价格便宜、加工性能较好，热处理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸较小、形状简单且承受荷较小的模具零件中使用；低合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入适量的合金元素而形成的。它的优势是能有效的降低淬火冷却速度，将热应力和组织应力降至最低，同时减小淬火变形和降低开裂倾向；高碳高铬工具钢不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性优势，还具有较好的淬透性、淬硬性、高稳定性等优势，热处理变形很小；高速钢硬度较高，还具有较高的抗压强度和耐磨性，通常采用快速加热和低温淬火工艺，在一定程度上改善了材料的韧性。但是高速钢中的合金元素含量较高、成本高、脆性较大，再加上其工艺性能不佳，不能广泛应用在工业生产中；基体钢是在高速钢的基础上添加少量的其它元素，在具有高速钢好的耐磨性和硬度的前提下，其抗弯强度和韧性均有所提高。一般用于制造冷挤压、冷镦模具；硬质合金一般具有较高的硬度和耐磨性，而钢结硬质合金的性能更佳，它是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂，以碳化钛、碳化钨等材料作为硬质相，用粉末冶金的方法烧结而成，用这种材料制作的模具坚固耐用，适合在大批量生产用模具上应用。
1.2 模具材料性能
在模具材料的选用过程中，必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标；硬度的高低将直接影响模具的使用寿命，对模具质量有重要影响；韧性反映材料在较强的冲击载荷的作用下，抵抗脆性断裂的能力，也是模具钢尤其是冲压用冷作模具钢的重要性能指标；抗疲劳性是指材料在重复载荷条件下抵抗疲劳破坏的性能指标。工艺性能主要包括锻造性能和热处理性能等。锻造性能是指材料经受锻压时的工艺性能；热处理工艺对模具质量有很大影响，在实际应用过程中，材料必须有较好的淬硬性和较高的淬透性，以保证模具硬度及耐磨性。
2 冲压模具材料的合理选择对热处理的影响
冲压模具有很多类型，不同的冲压模具对材料性能的要求也不同。因此，在选用模具材料时，应该以模具工作条件和使用寿命为依据对模具材料和热处理工艺进行合理选择，以保证模具质量。某工厂在选择模具材料过程中，出于经济角度和热处理简便的考虑，最终选择T10A钢，在实际应用过程中，该材料热处理后硬度与要求相符，但热处理后模具产生较大变形，最终导致模具报废；为了保证模具热处理后的性能，热处理前应该对模具材质进行分析。某工厂新进一批结构较为复杂的冲压模具，热处理后，模板上的圆孔变成椭圆形，甚至呈带状或块状分布。出现这种现象的主要原因是模具钢中有不均匀的碳化物存在，因碳化物膨胀系数比钢小，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，最终出现变形。从上述内容可以看出，冲压模具材料的合理选择对热处理有重要影响。为了保证模具质量和热处理工艺的顺利进行，应该对冲压模具材料进行合理选择。
3 冲压模具的表面处理
模具除要求基体金属具有足够高的强度和韧性外，其表面性能对生产效率和模具寿命也有很大影响，包括耐腐蚀性能、耐磨损性能及疲劳性能等。举例说明，冲压生产高强度板材时，模具表面易产生划伤、棱角磨损等缺陷，需要经常下模修理，严重影响生产效率。该问题可以通过模具表面处理技术来解决。模具的表面处理技术已经非常成熟，主要分为物理表面处理法和化学表面处理法两种。
3.1 化学表面处理
从广义上说，化学表面处理可以分为表面扩散渗入和表面涂覆两大类型。其中，表面扩散渗入的处理方法是将模具放置在具有特定温度和特定活性介质的密闭空间里保温，使特定介质渗入模具表面，改变模具表面的化学成分和组织，从而提高模具材料表面的耐磨性、耐蚀性等，主要包括渗氮、渗碳、碳氮共渗等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一层新材料的技术，以达到提高模具表面性能的效果，其中化学表面涂覆技术主要包括化学镀、离子注入、化学气相沉积等。
3.2 物理表面处理
物理表面处理技术是指用物理的办法对模具材料的表面进行强化处理，使模具表面获得较高的力学性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高频淬火等技术，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲劳性能等。
4 结语
模具凭借其独特优势在工业领域中广泛应用，然而在生产制造过程中，模具容易因材料选择错误或处理技术不合适等出现相应问题，在一定程度上影响模具质量和使用寿命。文中通过对常用冲压模具材料的种类进行分析，并采取合适的热处理、表面处理技术，使冲压模具的性能得到改良，在生产中更好的发挥其作用。随着经济和科学技术的发展，工业生产对模具的性能和精度要求将会进一步提高。为了更好的满足时展需求，我们要不断对冲压模具材料、热处理技术、表面处理技术进行改良。
参考文献
[1] 张越．论冲压模具的选择[J]．电子机械工程，2009，（2）．
[2] 赵步青．模具热处理现状及其展望[J]．金属加工（热加工），2008，（3）．
[3] 刘胜国．我国冲压模具技术的现状与发展[J]．黄石理工学院学报，2007，（1）．
冷作模具钢范文第5篇
本文对9SiCr钢进行低温等温处理，通过光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪对处理后的9SiCr钢进行了组织分析，并对其硬度和冲击韧性进行测定。结果表明，9SiCr钢经等温转变处理后，得到由板条状贝氏体铁素体和残留奥氏体组成的低温贝氏体组织，其硬度较高，且韧性较正常淬火和低温回火的高，其试样断裂方式为脆性断裂。
关键词 9SiCr钢；低温贝氏体；冲击韧性；硬度
中图分类号：TF089 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
含碳量在0.75～0.98%的Fe-Si-Mn-Cr-Mo-V钢及其添加Co或Al的高硅高碳低合金钢的铸态组织经高温均匀化退火和奥氏体化后在稍高于MS点温度（125～200C）等温转变，可获得较高的硬度、强度以及韧性且具有纳米尺度（20～40nm）的条状相间无碳化物贝氏体铁素体和高碳残余奥氏体两相组织[1-4]。9SiCr钢是一种常用的冷作模具钢，为提高其使用寿命，有必要对其进行低温等温转变处理，以获得具有较高的综合力学性能。
本文对9SiCr钢进行低温等温处理，并对微观组织和力学性能进行了分析测定。
2．实验材料及方法
实验材料为9SiCr钢，其化学成分（质量分数）为0.85～0.95%C,1.20～1.60%Si,0.30～0.60%Mn，0.90～1.25%Cr。用Formastor-F 型膨胀仪测量试样的各临界点得Ac1为770℃，Accm为870℃，MS为170℃。将样品分别在SX-4-10型箱式电阻炉内进行870℃、910℃、950℃，保温15min后再进行200℃保温不同时间的等温处理。等温处理设备为盐浴炉, 盐浴剂为50％NaNO2+50％KNO3。将处理后的试样加工成尺寸为10 mm×10 mm×55 mmU型缺口的冲击试样。用HV-5型小负荷维式硬度计和ZBC-300B冲击试验机测试其硬度和冲击韧性。用光学显微镜和H-800型透射电子显微镜、Rigaku D/max-2500/PC型X射线衍射仪（CuK辐射）以及KYKY-2800型扫描电镜对试样显微组织、相组成及冲击断口进行分析。
3.结果与分析
3.1组织观察
(a)保温8h(b)保温 12h
图1910℃保温15min，200℃等温淬火金相照片
图1 为9SiCr钢等温处理后的金相组织。可以看出，黑色的为针状下贝氏体，灰色为残余奥氏体。随着等温淬火保温时间的延长，贝氏体铁素体针状组织数量越多，转变越完全。
图2910C保温15min，经200C等温处理8h后的9SiCr的XRD图
图3910C保温15min，经200C等温处理24h后的9SiCr的XRD图
对XRD图2和图3采用文献[5]中的方法计算了残留奥氏体含量，分别为26.9%和17.3%。可见，随着保温时间的延长，残余奥氏体的含量是不断减小的，进一步证实了保温时间越长，贝氏体转变越彻底。
(a) 870C保温15min，经200C等温淬火8h
(b) 910C保温15min，经200C等温处理8h
(c) 950C保温15min，经200C等温处理8h
图4为不同处理条件下试样的TEM图，可见，微观组织由板条状贝氏体铁素体和残余奥氏体两相组成。在等温淬火时间相同的条件下，奥氏体化温度越高，贝氏体铁素体板条厚度明显增厚。
3.2力学性能
表1为不同条件下试样的硬度和冲击功。可以出见，奥氏体化温度对试样的硬度和冲击功有影响。在本实验范围内，当奥氏体化温度为910℃时，试样的硬度较高（774HV），但冲击功较低（10.88J），远高于9SiCr钢经正常淬火加回火处理后可获得其冲击功（3.947J）。这说明9SiCr钢经低温等温处理后，在保证其较高的硬度的前提下，其抗冲击性也可大大提高，这主要是由于试样经不同条件低温等温处理后获得组织差异的缘故。
表1 试样力学性能（200℃保温8h）
由不同条件下试样的冲击断口形貌图5，可以看出，试样的断裂方式均为脆性断裂，且试样冲击功越大，其韧窝、撕裂棱塑性特征越明显。与表1结果相吻合。
4．结论
9SiCr钢经低温等温处理后，其组成相为板条状贝氏体铁素体和残余奥氏体。其硬度较高，且冲击功远高于经淬火+回火处理后的数值。
参考文献
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3 Caballero F G, Bhadeshia H K D H, Mawella K J A,Jones D G, Brown P. Design of novel hign-strength bainitic steels:Part11[J] . Mater.Sci.Technol, 2001, 17: 512-516