工模具钢的合金化及热处理设计

工模具钢的合金化及热处理设计

工模具钢的合金化及热处理设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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工模具钢的合金化及热处理设计

工模具钢的合金化及热处理设计 

摘要:工模具在现代的工业化生产中有着不可估量的用处,在当今这个时代,工模具钢有着“现代工业之母”的称号。然而模具制造业是以模具钢为基础的。跟随着时代进步的步伐,在工业上对各种钢性能的要求,模具钢的新种类和规格也在不断地增多,人们对它的研究,也使得它的发展前景得到了增大。工模具钢的规格对其使用寿命、性能和制造周期有着重要的作用。

工模具钢的种类很多,应用范畴也很广,尤其是对模具热处理的工艺性能这一方面的要求很高,对金相组织的要求也很高。常常工业上因为选材或热处理的工艺处理不恰当,就会得不到我们想要的金相组织,使得模具过早的产生失效。所以,在研究工模具钢的时候也应该了解合金元素对钢产生的影响。

关键词:工模具钢;性能要求;金相组织;热处理

Alloying and heat treatment design points of die steel

Abstract:Die and mould is of immeasurable use in modern industrial production. In this era, the die and mould steel has the title of "the mother of modern industry". However, mold manufacturing is based on die steel. Following the pace of the progress of the times and the demand for various steel properties in industry, the new types and specifications of die steel are increasing, and people's research on it has also made it more promising. In general, the specifications, quality and varieties of die and mould steel materials play an important role in their service life, performance and manufacturing cycle.

 There are many kinds of tool steel, and the application category is very wide, especially for the process performance of the mold heat treatment, which is very high, and the requirement of metallographic organization is very high. Often due to improper material handling or heat treatment process in industry, we will not get the metallographic structure we want, resulting in premature failure of the mold. Therefore, the influence of alloy elements in die steel on heat treatment and steel properties should be fully studied in the study of die steel, and some process specifications on heat treatment should be studied. 

Key words: die steel; performance requirements; metallographic organization; heat treatment

目录

1 序言 6

1.1 课题的意义 6

1.2 课题主要研究的内容 6

2 工模具钢的性能 8

2.1工艺性能的要求 8

2.2 失效形式 8

2.3  服役条件 9

3 工模具钢的合金化......................................................................................................10

3.1 合金化基本原理 10

3.2合金元素在钢中的作用 11

3.2.1强化铁素体 11

3.2.2形成合金碳化物 11

3.2.3细化晶粒 11

3.2.4提高钢的淬透性 11

3.2.5提高钢的回火稳定性 11

3.3 合金元素对热处理的影响 12

3.3.1合金元素对加热时转变的影响 12

3.3.2合金元素对回火转变的影响...............................................................12

3.3.3回火转变时各合金元素的影响 13

3.4合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 14

3.5 典型工模具钢的合金化 14

4 模具钢的热处理 16

4.1冷作模具钢的热处理工艺规范 16

4.2热作模具钢的热处理工艺与规范 17

5 典型工模具钢的选用与举例 19

5.1典型冷作模具钢 19

5.2典型热作模具钢 22

5.3典型塑料模具钢 23

5.4典型刃具钢 24

5.5国内外模具钢的发展概况 25

小结与致谢 27

参考文献 28

1 序言

1.1 课题的意义

随着现如今的现代工业化生产在不断的快速发展,这就意味着工模具钢在日常生产中占领着首要的位置,它是机械、电子 、冶金、国防等工业部门的重要的技术装备。并且一种钢材兼具着几种功能,就拿T8钢的应用性能来说,既可以用来制造简单的模具,又可用来制造一些夹具及钳工木工工具;一种钢材不仅可以用作冷作模具钢,也可以用作热作模具或者塑胶模具等。由此可见,模具钢在日常生活中遍布着很多的领域。我国的工模具钢发展虽然在不断的进步中,但是通过与国外的工模具钢想对比,我国钢的性能方面还有很多的不足,有待改进。

目前,在机械工业上大约有70%的零件采用了模具成形的工艺,一般合金工具钢中模具用钢约占据了其中的70%-80%。由此可见模具材料的品种多样化,应用多个不同场所,因而相应的热处理工艺性要求很高,并且冷作模具钢和热作模具钢它们两者的工作条件是非常苛刻的,工模具材料的钢对它的淬透性及硬度都有较高的要求。总的来说,就是它的综合力学性能要好。一个模具必须要注重材料的选择和热处理工艺的制定,特别是如果表面处理、强韧处理等方法不能得到很好的运用,将导致材料的金相组织不佳,使模具发生过早的失效。因而我们在设计的生产中需要去全方面的考虑。

在早期,科学家们以金相组织为研究对象,并用其来证明了钢在加热或冷却时它的内部组织会随其变化而发生变化。以及在最早拟定的同素异构理论和铁碳合金相图都为现代的热处理工艺奠基了初步的理论上的基础。在如今,人们对材料性能的要求很严格,因此在制造模具时要严格执行材料本身的热处理规范,使它达到了一定的要求。

1.2 课题主要研究的内容

1、设计方面所要解决的问题:

 (1)典型工模具钢的热处理工艺设计与改进

 (2)国内外钢的对比找出不足

2、课题主要研究内容:

 (1)工模具钢的种类及选用

 (2)工模具钢的合金化方案

 (3)典型进口工模具钢特分析

 (4)典型工模具钢的热处理工艺设计与改进

参考文献

[1] 丁建生.金属学与热处理.2004.1

[2] 安继儒、刘耀恒等编.热处理工艺规范数据手册.2008.1

[3] 雷廷权、傅家骐.金属热处理工艺方法500种.北京:机械工艺出版社.1998.10 

[4] 晁拥军.模具材料及表面强化技术.2014.9

[5] 纪贵.钢铁材料手册.第七卷.工具钢、轴承钢.2010

[6] 陈志毅.金属材料与热处理-5版.北京:中国劳动社会保障出版社.2007

[7] 张先鸣.Cr12型冷作模具钢及热处理工艺.上海申光高强度螺栓有限公司.201306

[8] 李勇.国内外热作模具钢的研究进展. 郑州航空工业管理学院,郑州450015

[9] 吴晓春.国内外冷作模具钢发展动态.上海大学.材料科学与工程学院.200072

[10] 张红霞. 冷作模具选材与Cr12MoV钢热处理分析. 1672-3791


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