第八章模具材料及热处理第一节一、模具的分类模具材料概述根据模具的工作条件，可将模具分为以下三大类：根据模具的工作条件，可将模具分为以下三大类：1.冷作模具：包括冷冲模、冷镦模、冷挤压模、拉冷作模具：包括冷冲模、冷镦模、冷挤压模、深模、拉丝模、滚丝模、剪切模等。深模、拉丝模、滚丝模、剪切模等。热作模具：包括热锻压模（热锻模、高速锤锻模、2.热作模具：包括热锻压模（热锻模、高速锤锻模、精密锻造模）、热挤压模、热冲裁模、压铸模等。）、热挤压模精密锻造模）、热挤压模、热冲裁模、压铸模等。成形模具：包括塑料模、橡胶模、陶瓷模、3.成形模具：包括塑料模、橡胶模、陶瓷模、玻璃粉末冶金模具等。模、粉末冶金模具等。举例:举例汽车模具系列反光镜玻璃模绝缘陶瓷模大型覆盖件模密封圈挤出模轮胎橡胶模保险杠注射模轮毂压铸模二、模具失效的概念模具的服役：模具经安装、调试后，1.模具的服役：模具经安装、调试后，正常生产合格产品的过程称为模具的服役。的过程称为模具的服役。模具的损伤：模具在使用过程中，2.模具的损伤：模具在使用过程中，虽然出现尺寸变化（变形、磨损等）、微裂纹等缺陷，但没有丧失服役能力的状变形、磨损等）、微裂纹等缺陷，）、微裂纹等缺陷态。—称为有病状态，要及时维修。称为有病状态，要及时维修。模具的失效：模具损坏到不可修复，3.模具的失效：模具损坏到不可修复，且不能生产出合格模具的失效按照发生时间的早晚可分为正常失效产品的状态；模具的失效按照发生时间的早晚可分为正常失效和早期失效。和早期失效。三、常见的失效形式塑性断裂1.断裂失效1.断裂失效脆性断裂疲劳断裂过量弹性变形2.过量变形失效过量塑性变形（局部塌陷、局部镦粗、型腔胀大）2.过量变形失效过量塑性变形（局部塌陷、局部镦粗、型腔胀大）蠕变(金属在高温环境下，即使所受的力小于屈服点，蠕变(金属在高温环境下，即使所受的力小于屈服点，也会随时间的增长发生缓慢的永久变形的现象）会随时间的增长发生缓慢的永久变形的现象）超限表面磨损（粘着、磨粒、氧化、疲劳磨损等）表面磨损（粘着、磨粒、氧化、疲劳磨损等）3.表面损伤表面腐蚀（冲蚀、浸蚀、熔蚀等）表面腐蚀（冲蚀、浸蚀、熔蚀等）疲劳及热疲劳失效—4.疲劳及热疲劳失效—疲劳裂纹四、模具材料五、模具材料的性能要求模具的工作条件复杂，工作温度高低不一，失效形式多样，模具的工作条件复杂，工作温度高低不一，失效形式多样，对各类模具性能要求不同。模具的服役条件比较恶劣，对各类模具性能要求不同。模具的服役条件比较恶劣，一般承受高压、冲击、振动、摩擦、弯扭、拉伸等载荷；高压、冲击、振动、摩擦、弯扭、拉伸等载荷；工作温度有的很高；精度要求很高；磨损、变形、疲劳、断裂时有发生。模具材精度要求很高；磨损、变形、疲劳、断裂时有发生。料的性能相对一般零件为高，一般从使用性能和工艺性能二大方料的性能相对一般零件为高，面考虑。面考虑。（一）使用性能要求1.硬度和热硬性成形模具应具有足够高的硬度，才能确保使用寿命。☆成形模具应具有足够高的硬度，才能确保使用寿命。冷作模具一般要求硬度在60HRC以上；热作模具一般在40～以上；热作模具一般在～冷作模具一般要求硬度在以上52HRC范围内，塑料模具通常在45～60HRC内考虑。范围内，塑料模具通常在～内考虑。范围内内考虑硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标，☆硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标，是指材料抵抗局部变形，特别是塑形变形、压痕或划痕的能力。它是强度、抗局部变形，特别是塑形变形、压痕或划痕的能力。它是强度、塑性、韧性、耐磨性等指标的综合反映，因此在零件图上常常塑性、韧性、耐磨性等指标的综合反映，标注硬度值，作为技术要求。标注硬度值，作为技术要求。☆热硬性是指模具在受热或高温条件下保持高硬度的能力；如热作模具和部分冷作模具要求具有一定的热硬性。如热作模具和部分冷作模具要求具有一定的热硬性。材料的硬度和热硬性主要取决于材料的成分、☆材料的硬度和热硬性主要取决于材料的成分、热处理工艺及表面处理工艺。艺及表面处理工艺。(1)布氏硬度HB(1)布氏硬度HB布氏硬度布氏硬度计适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金。适用范围:适用范围＜650HBW;＜450HBS;洛洛氏硬度测试示意图(2)洛氏硬度(2)洛氏硬度定义：0.002mm相当定义：每0.002mm相当于洛氏1于洛氏1度。洛氏硬度常用标尺有：洛氏硬度常用标尺有：B、C、A三种轻金属，①HRB轻金属，未淬火钢较硬，②HRC较硬，淬硬钢制品③HRA硬、薄试件氏计硬度h1h010HRC≈HBS(3)维氏硬度维氏硬度维氏硬度的压力一般可选10，20，30，50，100，5，10，20