模具材料范文
时间：2023-02-24 06:17:11
模具材料范文第1篇
以农用铝合金架重力铸造模的模具材料的选择为例，介绍了热作模具材料选择应考虑的影响因素，在生产实际中具有一定的实用性。
关键词：热作模具材料；重力铸造；性能；3Cr2W8V
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）10017901
0 前言
热作模具是将加热到再结晶温度以上的固态或液态金属压制成型的工艺装备，包括热锻模具、热挤压模和压铸模三类。下面以农用铝合金架重力铸造模的模具材料，浅谈热作模具钢材的选择方法。该产品为农用铝合金架，尺寸精度要求一般，但外观要求光洁漂亮，文字清晰，产量为4万件。模具为左右对称结构，模板尺寸为185×205×26，如图1所示。
1 模具的工作条件
铸造材料为LY11（新牌号2A11）。这是应用最早的一种硬铝，一般称为标准硬铝，具有中等强度，在退火、淬火和热状态下可塑性尚好，可热处理强化，在淬火和自然时效状态下使用，点焊焊接性良好，用LY11作焊料进行气焊及氩弧焊时有裂纹倾向；包铝板材有良好的稳定性，不包铝的则抗蚀性不高，在加热超过100℃有产生晶体间腐蚀倾向。表面阳极氧化和涂漆能可靠地保护挤压与锻造零件免于腐蚀。可切削在淬火时效状态下尚好，在退火状态时不良。浇铸温度730～750℃，模具预热160-270℃。
热锻模具和热挤压模具不同，重力铸造模具型腔表层承受的温度更高，而承受的压力较低。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热作模具钢合金化的第一种途径，即加入Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
2 热作模具的主要失效形式
2.1 变形失效
变形失效是指热作模具频繁与高温毛坯工件接触使用后出现软化，因发生塑性变形超差而引起的失效。对于黑色金属成形，当模具表面软化后硬度低于30HRC时容易发生变形而堆塌。工作载荷大、工作温度高的热挤压模具和锻压模具的凸起部位易产生这类失效。而农用铝合金架模具采用浇铸的方法，模具的变形主要是由于温度变化造成的，压力影响较小。
2.2 热疲劳失效
热疲劳失效是指热作模具在工作过程中因周而复始地反复被加热和冷却，使模具表面产生网状裂纹而引起的失效。在工作过程中工作温差大，反复被快速加热又被快速冷却的压铸模具、锻压模具等易产生热疲劳裂纹。热疲劳裂纹属于表面裂纹，一般较浅，在应力作用下向内部扩展，最终导致模具产生断裂失效。模具材料选取时，应避免由此引起型腔表面出现裂纹的热疲劳现象。
2.3 断裂失效
断裂失效是指材料本身承载能力不足以抵抗工作载荷而出现失稳态下的材料开裂，包括脆性断裂、韧性断裂，疲劳断裂和腐蚀断裂。热作模具断裂（特别是早期断裂），与工作载荷过大、选材和材料处理不当及应力集中等有关。
2.4 热磨损失效
热磨损失效是指模具工作部位与被加工材料之间相对运动产生摩擦损耗，而引起的模具尺寸超差和表面损伤失效。模具工作温度、材料的硬度、合金元素及条件等都可能使模具受到磨损。
3 热作模具的性能要求
热作模具材料选择时，应具备较高的高温硬度、优良的耐热疲劳性能、较高的高温强度和韧性、良好的耐磨性等使用性能。同时应具备良好的工艺性能：（1）优良的加工性能、切削加工性能、锻压加工性能。（2）较高的淬透性和淬硬性。未淬透部分的屈服点和韧性会显著降低，影响模具寿命。（3）较小热处理变形倾向。为保证模具质量，要求热处理变形小，组织稳定。（4）较低的脱碳敏感性。表面发生氧化、脱碳，会使硬度、耐磨性和使用寿命降低。
4 常用的热作模具钢材性能比较
4.1 3Cr2W8V
3Cr2W8V热作模具钢，是常用的压铸模具钢，有较高的强度和硬度、耐冷热疲劳性良好，且有较好的淬透性，但其韧性和塑性较差。适用制作高温、高应力下，不受冲击负荷的凸模、凹模，如压铸模、热挤压模、精锻模、有色金属成型模等。
4.2 5CrMnMo
5CrMnMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素而研制成的，也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。该钢是热作模具钢，除淬透性、耐热疲劳性稍差外，5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能。此钢适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模。要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢。5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%～0.60%，可获得较高的强度与耐热疲劳强度、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。
4.3 3Cr3Mo3W2V
3Cr3Mo3W2V钢是热作模具钢，其冷加工、热加工性能良好，淬、回火温度范围较宽；具有较高的热强性、热疲劳性能，又具有良好的耐磨性和抗回火稳定性等。3Cr3Mo3 W2V钢的韧性和抗热疲劳性能优于3Cr2W8V钢，其使用寿命也高于3Cr2W8V钢。
4.4 4Cr5MoSiV1
4Cr5MoSiV1即美国钢号H13（AISI）是国际上应用广泛的空冷硬化热作模具钢，与4Cr5MoSiV相比，有更高的热强度，在中温条件下具有很好的韧性，600℃作业，热疲劳性能和一定的耐磨性；在较小的奥氏体化温度下空淬，热处理变形小，产生的氧化皮倾向小，可以抵抗熔融铝的冲蚀作用；抗热裂性好，电渣中熔铜，组织致密，电炉精练钢质纯净，具较好的等向性能；广泛应用于制造热挤压模具，芯棒，模锻锤的锤模，锻造压力机模具，精锻机用模具以及铝，铜机器合金的压铸模；适合大型或形状复杂之模具。
5 结语
根据农用铝合金架的产量和重力铸造模的使用要求，考虑经济等因素，在实际生产中最终选择了3Cr2W8V作为模具材料，能够满足生产要求，产品质量良好。
参考文献
[1]李德群.现代模具设计方法[M].北京：机械工业出版社，2004.
模具材料范文第2篇
关键词：模具材料；选用；发展方向
Study on the Selection of Mould Materials
LI De-Gui
Zhaoqing Technician College， Guangdong， Zhaoqing 526060
Abstract：According to the working conditions， traditional mold material are divied into cold working mould materials、hot mould materials and plastic mould materials. Mould materials selection principle of working conditions should fulfil the wear resistance、toughness、fatigue fracture、 high temperature performance、resistance to thermal fatigue performance and corrosion resistance； Process performance should fulfil the malleability、annealing，big cutting capacity、low knife tool loss，low surface roughness， oxidation、decarburization sensitivity， hardenability， hardenability， cracking tendency of quenching deformation， grindability； fulfilling economic requirements also. The development of new materials of mould is discussed.
Key words： Mold material； selection； development direction
模具成形技术是现代首选的无切削加工工艺手段之一，在飞机、汽车、机电产品、家用电器、塑料制品、等行业应用广泛。世界各国均致力于开发新型模具材料、改进模具的热处理工艺、选用适当的表面处理技术、合理设计模具结构、加强对模具的维护等措施来提高模具的寿命。模具材料的种类是影响模具使用寿命的极其重要的因素之一。根据服役条件，传统的模具材料分为冷作模具材料、热作模具材料和塑料模具材料。
1.各种模具材料的选用
1.1 模具材料选用总的原则
不管是哪种模具材料，都应满足以下工作条件要求：
（1）耐磨性。坯料加工时在模具型腔中发生塑性变形，沿型腔的表面发生流动和滑动，型腔表面剧烈地摩擦坯料，模具因而发生失效。因此耐磨性是模具材料最基本和最重要的性能。
（2）疲劳断裂性能。在循环应力的长期作用下，模具容易发生疲劳断裂。强度、韧性、硬度以及材料中夹杂物的含量是决定模具的疲劳断裂性能的主要因素。
（3）强韧性。模具零件在工作时容易发生突然脆断，因此需要较高的强度和韧性。含碳量、晶粒度及组织状态是决定模具的韧性主要因素。
（4）高温性能。模具在高温工况下硬度和强度会下降，容易发生早期磨损或塑性变形而失效。所以，模具材料应具有较高的抗高温性能。
（5）耐蚀性。
（6）耐冷热疲劳性能。
不管是哪种模具材料，还应满足以下工艺性能要求：
（1）可锻性。模具材料锻造温度范围宽，应具有较低的热锻变形抗力，而且塑性较好，不会发生锻裂冷裂，不会析出网状碳化物。
（2）切削加工性。模具材料应满足切削用量大而刀具损耗低。
（3）退火工艺性。模具材料退火硬度低且波动范围小，而球化退火温度范围宽，球化率高。
（4）淬硬性。淬火后具有均匀但比较高的表面硬度。
（5）氧化、脱碳敏感性。高温加热时要求抗氧化性能好、脱碳慢，对加热介质不敏感，不容易产生麻点。
（6）淬透性。用缓和的淬火介质就能淬硬，而且淬火后淬硬层较深。
（7）可磨削性。不易发生磨削裂纹和磨伤。
（8）淬火变形开裂倾向。对淬火温度及工件形状不敏感，常规淬火开裂敏感性低。
最后，模具材料的选用还应满足经济性要求。在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。
1.2 冷作模具材料的选用
冷作模具材料应用量大、使用面广，其主要性能要求有强度、硬度、韧性和耐磨性。近年来碳素工具钢的使用愈来愈少，而高合合钢模具所占的比例为最高。国外通用型冷作模具钢的代表钢种有低合金模具钢O1（9CrWMn）、中合金模具钢A2（Cr5Mo1V）和高碳高铬模具钢D3（Cr12）、D2（Cr12Mo1V1）等。冷作模具钢以高碳合金钢为主，均属热处理强化型钢，使用硬度高于58HRC。9CrWMn为典型代表的低合金冷作模具钢，仅用于小批量生产中的简易型模具和承受冲击力较小的试制模具；Crl2型高碳合金钢是大多数模具的选用材料，这类钢的强度和耐磨性较高，韧性较低；在对模具综合力学性能要求更高的场合，常用的替代钢种是W6Mo5Cr4V2高速钢和基体钢。
1.3 热作模具材料的选用
由于温度和冷却条件（有无冷却、如何冷却）这两个因素，热作模具的工作条件远比冷作模具复杂，因而热作模具用材的系列化，除少数外不如冷作模具用材系列完整。热作模具用材的选择，在力学性能方面要兼顾热强性（热耐磨性）和抗裂纹性能。但由于加工对象（热金属）本身强度不高，故对热作模具材料的屈服强度要求并不高，而加工过程中采用的冲击加工方式及不可避免的局部急热急冷特性，对韧性提出了较高要求。
1.4 塑料模具材料的选用
塑料模具的加工对象、工作条件、制造方法、精度及耐久性等众多要求，决定了塑料模具用钢的范围很大，许多优质钢都有可用之处。
（1）按服役条件选材。如果选用碳含量低的钢，必须经过渗碳淬火处理。加工ABS、聚氯乙稀等塑件时，高温下塑料会产生腐蚀性的气体，耐腐蚀性就是模具材料的最基本要求，如时效硬化不锈钢、马氏体不锈钢和18Ni马氏体时效钢等材料，当然也可以对普通材料加工后进行镀铬处理。加工石英粉或添加有玻璃纤维等硬质材料的塑件时，添加物由于硬度高而使塑料的流动性下降，从而磨损模具，这种情况模具材料多选用能淬成高硬度的模具钢，如T10A、Crl2Mov等。
（2）按加工方式选材。塑料模标准件多采用低碳钢或低碳低合金钢冷挤压成型。模具标准件表面需要一定的耐磨性，在冷挤压成形后需进行渗碳与淬、回火处理；铸造成型的塑料模，可选用铸造性能好的硅铝合金和锌基合金，它们熔点低，流动性好；用超塑性方法成型的塑料模具，最好选择共晶合金或共析合金或通过晶粒细化处理后能获得极细晶粒的合金；用切削加工或电加工成型的塑料模具，材料应具备良好切削性，电加工成型的还需具有良好的导电性。
（3）按制品的质量要求选材。加工透明塑件时，模具材料必须具备较高的镜面加工性并能淬成高硬度，这种情况可选用能淬成高硬度的超纯净钢。加工塑料磁体时，需要选用奥氏体无磁模具钢作为模具材料，以获得较好的磁性能。加工精度高的塑件时，模具材料应具备热膨胀系数小，热处理过程不易变形的性能，如18Ni马氏体时效钢等，但其价格较高。Crl2Mov钢在淬火后进行深冷处理也行。
（4）按模具零部件选材。成型零部件表面直接与塑料接触，应根据塑料的种类、塑料制品性质和生产批量分别进行选材。塑料模中的结构件普通情况常选用碳素结构钢、合金结构钢或碳素工具钢。含碳量0.5%以上的碳钢或合金钢可制造高弹性极限和高疲劳强度的弹簧材料。
2.模具材料的发展方向
2.1 更高质量、更高性能。日本大同特殊钢株式会社通过优化成分配比，采用电炉+炉外精炼和均质化热处理工艺，开发了一种DHA―WORLD压铸模具钢。它的韧性好（夏氏冲击值大于20J/cm2 ），合金成分配合最优化，减少了早期开裂，解决了压铸模的热龟裂问题，而且淬透性也得到提升。
2.2 更高纯度。模具材料的纯净度是影响其综合性能的根本因素。奥地利“百禄”公司开发了第三代粉末冶金塑料模具钢M39OMICROCLEAN。该钢种烧结前粉末颗粒精细且纯度高，经高温、高压制作后形成均匀、无偏析和各向同性金相组织，使该钢种的耐磨性、韧性、抗疲劳性和抛光性能得到了很大的改善。
2.3更低成本。金融危机后，先进模具钢生产企业均致力于开发高性价比的新型模具钢。表面损伤占了模具失效的80%的，表面处理技术这几年发展迅速。开发容易表面处理、改性的材料成了国外模具材料的热点。这也成为提高材料利用率和性价比的常用方法。
2.4制模更快速。快速模具可以缩短新模具产品的开发时间，有效降低开发的费用。所以，快速成型及快速制造成为模具制造业的不断追求。快速模具的发展必将促进先进技术和新材料的发展，三者相辅相成，相得益彰。
3 结语
我国企业开发模具新材料意识不强，进展缓慢，相对于国外先进企业在质量、性能、系列化方面存在相当的差距。因此，我国企业需要加强模具钢品种规格多样化、精料化和制品化，积极拓展海外市场，大力发展精品钢材和特色钢材，提高开发模具新材料的意识，加强
对新材料质量的控制，积极发展快速模具材料。这样，才能缩小与国外先进企业的差距，继而赶超他们。
参考文献：
[1] 韦玉屏， 模具材料及表面处理[M]北京. 机械工业出版社，2009年.
[2] 模具材料选择原则[J].现代零部件，2008（3）， 35-36
[3] 郭俊卿，陈渍霞.塑料模具材料选用原则及应用[J].塑料工业，2007（s）. 233-234.
[4] 朱成丽.浅谈国内外模具新材料发展[J].科技资讯，2011（17）.81-82.
[5] 全国质量专业技术人员职业资格考试办公室.质量专业理论与实务（中级）[M]北京.中国人事出版社，2010年.
[6]第十二届中国国际模展评定评述专家组.第十三届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述[J].模具工业，2008，34（9）：1-10.
模具材料范文第3篇
关键词：锁具；板金；模具；材料
1 锁具钣金的设计要求
1.1 锁具钣金模具材料的使用性能 ①强度。强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。冷作锁具钣金模具的设计和使用，必须保证其具有足够的强度，以防止锁具钣金模具的变形、破裂和折断。高强度的获得，主要通过适当的热处理工艺。②硬度。锁具钣金模具零件硬度的高低，对锁具钣金模具的使用寿命影响很大，因此也是锁具钣金模具设计的重要指标。③韧性。韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，是锁具钣金模具钢的一种重要性能指标。对韧性的具体要求，应根据锁具钣金模具的工作条件考虑。对冲击载荷较大，受偏心弯曲载荷或应力集中等的锁具钣金模具，都需要足够的韧性。④耐磨性。耐磨性除影响锁具钣金模具寿命外，还影响产品的尺寸精度和表面粗糙度。一般锁具钣金模具材料的硬度要求，应高于坯料硬度的30％～50％，锁具钣金模具材料的金相组织要求，为基体上分布着细小、弥散的细颗粒状碳化物的下贝氏体或回火马氏体。⑤抗疲劳性。抗疲劳力是反映材料在交变载荷作用下，抵抗疲劳破坏的性能指标。根据不同的应用场合，分为疲劳强度、疲劳裂纹萌生力、疲劳裂纹扩展抗力、小能量多冲抗力等。⑥热稳定性。热稳定性表示锁具钣金模具在使用过程中，工作部位因受热而保持组织和性能稳定的能力。对于高速冲裁或剧烈摩擦磨损的冷作锁具钣金模具，宜选择一些具有二次硬化能力的高合金钢。
1.2 锁具钣金模具材料的工艺性能 ①锻造工艺性能。②切削加工工艺性能。③热处理工艺性能。热处理工艺的好坏，对锁具钣金模具质量有较大影响。一般要求热处理变形小，淬火温度范围宽，过热敏感性小，脱碳敏感性低，特别要有较大的淬硬性和淬透性。淬硬性，保证了锁具钣金模具的硬度和耐磨性；淬透性，保证了大尺寸模具的强韧性及断面性能的均匀性。
2 锁具钣金模具材料的种类及特性
2.1 碳素工具钢 碳素工具钢的含碳量在0.7%~1.3%范围内，价格便宜，原材料来源方便，加工性能好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性，用于制作尺寸不大、形状简单、受轻负荷的锁具钣金模具零件。T10A是最常用的钢材，是性能较好的代表性碳素工具钢，耐磨性也较高，经适当热处理可得到较高强度和一定韧性，合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的锁具钣金模具。T8A淬透性、韧性等均优于T10A，耐磨性也较高，适合制作小型拉伸、挤压模。
2.2 低合金工具钢 低合金工具钢，是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。这样可以降低淬火冷却速度，减少热应力和组织应力，减少淬火变形及开裂倾向，钢的淬透性也明显提高。用于制造锁具钣金模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiMnSiMoV(代号GD)等。
2.3 高碳高铬冷作锁具钣金模具钢 高碳高铬冷作锁具钣金模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高（大约在550HB左右），内应力较大，在室温下长期停留会发生开裂报废，为消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能，必须进行退火处理。
2.4 高速钢 高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性，采用低温淬火、快速加热等工艺措施，可以有效地改善其韧性。因此，高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作锁具钣金模具。钨钼系高速钢，因其含碳化物分布较均匀，颗粒细小其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都相对较高，而硬度与二次硬化能力都得以保持。
2.5 硬质合金 硬质合金具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性，所以用其制作的锁具钣金模具坚固耐用，且制品表面质量好，故适用于大批量生产，主要用来制作多工位级进模，大直径拉深凹模镶块。缺点是脆性大，加工困难，不能锻造及热处理，且成本高，致使其应用受限制。
2.6 钢结硬质合金 钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，以合金为粘结剂，用粉末冶金方法生产的一种新型锁具钣金模具材料，具有硬质合金的高硬度、高耐磨性和高抗压强度，又具有钢的可加工性和热处理性。
3 锁具钣金模具材料的选用
锁具钣金模具材料的选用，不仅关系到锁具钣金模具的使用寿命，而且也直接影响到锁具钣金模具的制造成本，因此是锁具钣金模具设计中的一项重要工作。在冲压过程中，选择锁具钣金模具材料应遵循如下原则：①根据锁具钣金模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；②根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；③满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；④满足经济性的要求。
4 总结
模具材料范文第4篇
合同编号：__________
签约时间：__________
签约地点：__________
供方：____________
需方：____________
1.本合同是依照《中华人民共和国合同法》订立的，经双方签字盖章后，即发生法律效力，双方必须严格履行。
2.合同条款：
①签订双方商妥订货产品总值人民币____元。其产品名称的规格、质量、数量、单价、总值、交货付款等详如附表。
②产品及原材料检验方法；
③产品价格规定；
④产品的包装方法及费用负担；
⑤产品交货方法及费用负担；
⑥货款及费用等结算方法；
⑦补充条款。
3.经济责任：
（1）供方如未能履行合同，须负下列责任：
①产品花色、品种、规格、质量不符合同规定：需方同意利用的，按质论价，退货贬值总值价款，不能利用的，应负责保修、保退、保换。由于延误交货时间，每天应偿付需方千分之__的罚款。
②产品数量不符合规定：少交需方仍有需要的照数补交；因延期而不要的，可以退货，并承担因此而造成的损失；不能交货的，应偿付需方以不能交货的货款总值的百分之___的罚金。
③产品包装不符合同规定：应负责返修或重新包装。并承担支付的费用；需方不要求返修或重新包装，应偿付不符合同规定包装价值的千分之__的罚金。
（2）需方未能履行合同时，须负以下责任：
①中途变更产品花色、品种、规格、质量或包装的规格，应偿付变更部分货款（或包装价值）总值百分之__罚金。
②中途退货，由双方根据实际情况商定，同意退货的偿付退货部分货款总值千分之__的罚金。
③未按规定的时间和要求交原材料或技术、资金、包装物，除交货日期得以顺延外，应偿付顺延交货产品总值每日千分之__的罚金；不能提供时，视同中途退货处理。
④自提产品未按规定日期提货，每延期一天，应偿付供方以延期提货部分货款总额千分之__罚金。
⑤未按规定日期付款，每延期一天，应偿付以延期付款总额千分之__的罚金。
⑥实行送货或代运的产品拒绝接货，应承担由此而造成的损失和运输费用及罚金。
（3）产品价格：如需要调整，必须经双方协商方能变更。
（4）任何一方要求全部或部分解除合同，必须提出充分理由，经双方协商，并报请鉴证机关备案。
（5）如因生产原料、生产设备、生产工艺或市场发生重大变化，需要变更产品品种、花色、规格、质量、包装时，应提前__天与对方协商修订调整，并报鉴证机关备案，任何一方不得擅自变更合同。一方变更合同，对方有权拒绝收购，因此而不能执行合同应偿付对方千分之___的罚金。
（6）确因自然灾害等原因，影响执行合同或延期交货，需提前__天通知对方，经有关机构证明，可酌情减免罚金。
4.执行合同中，发生争议和纠纷，签约双方协商不成，均可向法院提出诉讼。向仲裁机关申请仲裁（两者选一）
5.本合同及附件一式六份，供需双方各执正本一份，副本四份，双方主管部门和工商行政管理局各一份。
供方单位（盖章）：_______需方单位（盖章）：_____
法定代表人签字：________法定代表人签字_______
模具材料范文第5篇
关键词：锁具；板金；模具；材料
一、锁具钣金的设计要求
1.1锁具钣金模具材料的使用性能①强度。强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。冷作锁具钣金模具的设计和使用，必须保证其具有足够的强度，以防止锁具钣金模具的变形、破裂和折断。高强度的获得，主要通过适当的热处理工艺。②硬度。锁具钣金模具零件硬度的高低，对锁具钣金模具的使用寿命影响很大，因此也是锁具钣金模具设计的重要指标。③韧性。韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，是锁具钣金模具钢的一种重要性能指标。对韧性的具体要求，应根据锁具钣金模具的工作条件考虑。对冲击载荷较大，受偏心弯曲载荷或应力集中等的锁具钣金模具，都需要足够的韧性。④耐磨性。耐磨性除影响锁具钣金模具寿命外，还影响产品的尺寸精度和表面粗糙度。一般锁具钣金模具材料的硬度要求，应高于坯料硬度的30％～50％，锁具钣金模具材料的金相组织要求，为基体上分布着细小、弥散的细颗粒状碳化物的下贝氏体或回火马氏体。⑤抗疲劳性。抗疲劳力是反映材料在交变载荷作用下，抵抗疲劳破坏的性能指标。根据不同的应用场合，分为疲劳强度、疲劳裂纹萌生力、疲劳裂纹扩展抗力、小能量多冲抗力等。⑥热稳定性。热稳定性表示锁具钣金模具在使用过程中，工作部位因受热而保持组织和性能稳定的能力。对于高速冲裁或剧烈摩擦磨损的冷作锁具钣金模具，宜选择一些具有二次硬化能力的高合金钢。
1.2锁具钣金模具材料的工艺性能①锻造工艺性能。②切削加工工艺性能。③热处理工艺性能。热处理工艺的好坏，对锁具钣金模具质量有较大影响。一般要求热处理变形小，淬火温度范围宽，过热敏感性小，脱碳敏感性低，特别要有较大的淬硬性和淬透性。淬硬性，保证了锁具钣金模具的硬度和耐磨性；淬透性，保证了大尺寸模具的强韧性及断面性能的均匀性。
二、锁具钣金模具材料的种类及特性
2.1碳素工具钢碳素工具钢的含碳量在0.7%~1.3%范围内，价格便宜，原材料来源方便，加工性能好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性，用于制作尺寸不大、形状简单、受轻负荷的锁具钣金模具零件。T10A是最常用的钢材，是性能较好的代表性碳素工具钢，耐磨性也较高，经适当热处理可得到较高强度和一定韧性，合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的锁具钣金模具。T8A淬透性、韧性等均优于T10A，耐磨性也较高，适合制作小型拉伸、挤压模。
2.2低合金工具钢低合金工具钢，是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。这样可以降低淬火冷却速度，减少热应力和组织应力，减少淬火变形及开裂倾向，钢的淬透性也明显提高。用于制造锁具钣金模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiMnSiMoV(代号GD)等。
2.3高碳高铬冷作锁具钣金模具钢高碳高铬冷作锁具钣金模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高（大约在550HB左右），内应力较大，在室温下长期停留会发生开裂报废，为消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能，必须进行退火处理。
2.4高速钢高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性，采用低温淬火、快速加热等工艺措施，可以有效地改善其韧性。因此，高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作锁具钣金模具。钨钼系高速钢，因其含碳化物分布较均匀，颗粒细小其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都相对较高，而硬度与二次硬化能力都得以保持。
2.5硬质合金硬质合金具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性，所以用其制作的锁具钣金模具坚固耐用，且制品表面质量好，故适用于大批量生产，主要用来制作多工位级进模，大直径拉深凹模镶块。缺点是脆性大，加工困难，不能锻造及热处理，且成本高，致使其应用受限制。
2.6钢结硬质合金钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，以合金为粘结剂，用粉末冶金方法生产的一种新型锁具钣金模具材料，具有硬质合金的高硬度、高耐磨性和高抗压强度，又具有钢的可加工性和热处理性。
三、锁具钣金模具材料的选用
锁具钣金模具材料的选用，不仅关系到锁具钣金模具的使用寿命，而且也直接影响到锁具钣金模具的制造成本，因此是锁具钣金模具设计中的一项重要工作。在冲压过程中，选择锁具钣金模具材料应遵循如下原则：①根据锁具钣金模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；②根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；③满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；④满足经济性的要求。
四、总结
影响锁具钣金模具使用寿命的重要因素是和材料的化学成分及其材料的强度、韧性、耐磨性、热稳定性等有关，因而，应力求按照锁具钣金模具的服役条件、性能要求与实际生产需要，合理选择高质量的钢材并实施热处理工艺，提高锁具钣金模具的使用寿命。
参考文献：
[1]康俊远.锁具钣金模具工程材料[M].北京:北京理工大学出版社，2008．
[2]张清辉.锁具钣金模具材料及表面处理[M].北京:电子工业出版社，2005.
[3]曾珊琪，丁毅.锁具钣金模具寿命与失效[M].北京:化学工业出版社，2005．
[4]张清.锁具钣金模具材料及其合理选择[J].金属加工，2008.
模具材料范文第6篇
Abstract: In order to meet the development trend of modern industry, large and small multi-function products with more complex structures have more urgent demands for high-performance materials; the mold design also requires a corresponding improvement. The service life of locks of sheet metal mold materials is mainly affected by the impact of heat treatment process. The mold material properties, types and characteristics are analyzed for a reasonable choice to improve lock sheet metal die life and reduce costs.
关键词:锁具;板金;模具;材料
Key words: lock; sheet metal; mold; material
中图分类号:TG76 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0252-01
1 锁具钣金的设计要求
1.1 锁具钣金模具材料的使用性能①强度。强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。冷作锁具钣金模具的设计和使用,必须保证其具有足够的强度,以防止锁具钣金模具的变形、破裂和折断。高强度的获得,主要通过适当的热处理工艺。②硬度。锁具钣金模具零件硬度的高低,对锁具钣金模具的使用寿命影响很大,因此也是锁具钣金模具设计的重要指标。③韧性。韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性,是锁具钣金模具钢的一种重要性能指标。对韧性的具体要求,应根据锁具钣金模具的工作条件考虑。对冲击载荷较大,受偏心弯曲载荷或应力集中等的锁具钣金模具,都需要足够的韧性。④耐磨性。耐磨性除影响锁具钣金模具寿命外,还影响产品的尺寸精度和表面粗糙度。一般锁具钣金模具材料的硬度要求,应高于坯料硬度的30%～50%,锁具钣金模具材料的金相组织要求,为基体上分布着细小、弥散的细颗粒状碳化物的下贝氏体或回火马氏体。⑤抗疲劳性。抗疲劳力是反映材料在交变载荷作用下,抵抗疲劳破坏的性能指标。根据不同的应用场合,分为疲劳强度、疲劳裂纹萌生力、疲劳裂纹扩展抗力、小能量多冲抗力等。⑥热稳定性。热稳定性表示锁具钣金模具在使用过程中,工作部位因受热而保持组织和性能稳定的能力。对于高速冲裁或剧烈摩擦磨损的冷作锁具钣金模具,宜选择一些具有二次硬化能力的高合金钢。
1.2 锁具钣金模具材料的工艺性能①锻造工艺性能。②切削加工工艺性能。③热处理工艺性能。热处理工艺的好坏,对锁具钣金模具质量有较大影响。一般要求热处理变形小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,脱碳敏感性低,特别要有较大的淬硬性和淬透性。淬硬性,保证了锁具钣金模具的硬度和耐磨性;淬透性,保证了大尺寸模具的强韧性及断面性能的均匀性。
2锁具钣金模具材料的种类及特性
2.1 碳素工具钢碳素工具钢的含碳量在0.7%~1.3%范围内,价格便宜,原材料来源方便,加工性能好,热处理后可以得到高硬度和高耐磨性,用于制作尺寸不大、形状简单、受轻负荷的锁具钣金模具零件。T10A是最常用的钢材,是性能较好的代表性碳素工具钢,耐磨性也较高,经适当热处理可得到较高强度和一定韧性,合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的锁具钣金模具。T8A淬透性、韧性等均优于T10A,耐磨性也较高,适合制作小型拉伸、挤压模。
2.2 低合金工具钢低合金工具钢,是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。这样可以降低淬火冷却速度,减少热应力和组织应力,减少淬火变形及开裂倾向,钢的淬透性也明显提高。用于制造锁具钣金模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiMnSiMoV(代号GD)等。
2.3 高碳高铬冷作锁具钣金模具钢高碳高铬冷作锁具钣金模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高(大约在550HB左右),内应力较大,在室温下长期停留会发生开裂报废,为消除内应力,降低硬度,改善切削加工性能,必须进行退火处理。
2.4 高速钢高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性,采用低温淬火、快速加热等工艺措施,可以有效地改善其韧性。因此,高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作锁具钣金模具。钨钼系高速钢,因其含碳化物分布较均匀,颗粒细小其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都相对较高,而硬度与二次硬化能力都得以保持。
2.5 硬质合金硬质合金具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性,所以用其制作的锁具钣金模具坚固耐用,且制品表面质量好,故适用于大批量生产,主要用来制作多工位级进模,大直径拉深凹模镶块。缺点是脆性大,加工困难,不能锻造及热处理,且成本高,致使其应用受限制。
2.6 钢结硬质合金钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相,以合金为粘结剂,用粉末冶金方法生产的一种新型锁具钣金模具材料,具有硬质合金的高硬度、高耐磨性和高抗压强度,又具有钢的可加工性和热处理性。
3锁具钣金模具材料的选用
锁具钣金模具材料的选用,不仅关系到锁具钣金模具的使用寿命,而且也直接影响到锁具钣金模具的制造成本,因此是锁具钣金模具设计中的一项重要工作。在冲压过程中,选择锁具钣金模具材料应遵循如下原则:①根据锁具钣金模具种类及其工作条件,选用材料要满足使用要求,应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等;②根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料;③满足加工要求,应具有良好的加工工艺性能,便于切削加工,淬透性好、热处理变形小;④满足经济性的要求。
4总结
影响锁具钣金模具使用寿命的重要因素是和材料的化学成分及其材料的强度、韧性、耐磨性、热稳定性等有关,因而,应力求按照锁具钣金模具的服役条件、性能要求与实际生产需要,合理选择高质量的钢材并实施热处理工艺,提高锁具钣金模具的使用寿命。
参考文献:
[1]康俊远.锁具钣金模具工程材料[M].北京:北京理工大学出版社,2008.
[2]张清辉.锁具钣金模具材料及表面处理[M].北京:电子工业出版社,2005.
[3]曾珊琪,丁毅.锁具钣金模具寿命与失效[M].北京:化学工业出版社,2005.
[4]张清.锁具钣金模具材料及其合理选择[J].金属加工,2008.
模具材料范文第7篇
关键词：汽车 模具 材料选用 使用寿命 成本
模具是冲压生产的关键工艺装备，随着模具行业的不断发展，模具在兵器工业、机械工业及日用品的生产中应用越来越广泛。我国的模具行业已步入了高速发展时期，但模具的制造水平和使用性能与世界上发达国家相比，还有很大的差距[1]。现代汽车90%以上的白车身零件，都靠冲压模具实现大批量生产。
根据汽车冷冲模具的使用寿命要求：在正常使用、维修状态下，能多批次、小批量生产出50万辆合格零件。故模具材料的性能、质量对模具的使用寿命有极大的影响。因此，模具材料的研究和开发，一直受到模具钢生产厂商的重视，并得到了迅速的发展。
1.模具材料的现状
近年来，我国模具钢生产技术发展较快，用于制造冷冲压模具材料主要分为以下几类：
（1）高碳低合金冷作模具钢，如：9SiCr、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、等。
（2）抗磨损冷作模具钢，如：6Cr4W3Mo2VNb、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等。
（3）抗冲击冷作模具钢，如：4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。
（4）冷作模具用高速钢，如：W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V等。
2.汽车模具材料的使用性能
（1）冲裁模材料的使用要求
对于薄板冲裁模具的用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、韧性。
（2）拉延、整形模材料的使用要求
要求模具工作零件材料具有高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能、良好的抗粘附性（抗咬合性），而且热处理时变形要小。
根据汽车厂生产冲压件的模具现状，汽车模具主要采用的材料为：钼铬铸铁、Cr12MoV、铸态空冷钢。
钼铬铸铁：属于镍硬白口铸铁系中高铬白口铸铁的一种，由于其共晶组织由一种M7C3型碳化物和奥氏体其它转变物组成，其基体退火成马氏体后能表现出很高的耐磨性，同时其含有的铬能显著提高强度、硬度和耐磨性、锰能显著提高韧性，而且钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性。其热处理的方法为表面淬火，大量节省热处理时间，淬火后硬度HRC 50以上，热处理后变形量小。由于其铸造性好，且铸造成本较低，可实现整体铸造，减轻钳工的工作强度，缩短模具的制造周期。同时由于其硬度相对空冷钢低，加工时对刀具的磨损较小，具有良好的切削加工性能，加工成本低。在模具工作时，由于钼铬铸铁的散热性能优于其他几种模具材料，尤其模具在机械压力机上工作时，其具有良好的抗粘附性（抗咬合性）能最大化的保护模具，延长模具使用寿命。维修时，可以直接对其表面进行冷焊，大量节约维修时间。但由于其淬火后的硬度相对较低，耐磨性差，生产高强板的模具不会采用钼铬铸铁。
Cr12MoV：属于高碳高铬钢，其含有大量的碳化物和高合金度的马氏体。使钢具有高硬度、高耐磨，其硬度与耐磨性要高于钼铬铸铁。其含有的钒能细化晶粒增加韧度，又能形成高硬度的VC，以进一步增加钢的耐磨性；铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。经整体淬火后，需要1～2次的回火，热处理时间较长。火后硬度可以达到HRC 60-62。但热处理后变形量要大于空冷钢，消除变形困难，容易降低模具的精度。生产Cr12MoV模具钢的方法为锻造，生产成本较高，同时由于锻造工艺的局限性，Cr12MoV钢只能分块锻造，制造模具时还需要拼装镶块，增加了钳工的劳动强度，延长了模具的制造周期，成本也随之增加。同时由于其硬度相对空冷钢高，加工时对刀具的磨损较大，增加了切削加工的时间和成本。另外，由于Cr的大量存在，钢液结晶时析出的大量共晶碳化物，形成带状或网状碳化物脆性区，其塑性、韧度差，裂纹很容易在这里萌生与扩展，往往成为裂纹产生的主要原因，使其使用寿命降低。对其维修时，由于焊接性能差，不能直接对其表面进行冷焊，需要加热并保温一段时间后，再对其表面进行焊接，大量浪费维修时间。
铸态空冷钢：是一种以铸代锻的高碳低合金钢，其含有的锰使钢有较高的强度和硬度，提高钢的淬性。其热处理的方法也为表面淬火，然后空冷即达到淬火的目的，大量节省了时间和成本。火后硬度可达HRC 55以上，不须其他加工，所以变形很小，并且随淬火温度的升高变形量逐渐减小[2]。空冷钢进行表面淬火后，淬硬层下有高韧性基体作衬垫，韧性高于Cr12MoV，工作时不容易产生开裂、崩刃现象。但由于铸态空冷钢不能整体铸造，在加工模具前，需要钳工将镶块拼接好后在进行机加，钳工劳动强度增加，延长了制造周期，增加了制造成本。但由于其可以使用泡沫板材制造成近型模具型，可以节省铸造费用以及部分加工费用，又可以降低部分成本。其硬度相对钼铬铸铁高，加工时对刀具的磨损较大，增加了切削加工的时间，增加了加工成本。另外，空冷钢具有良好的焊接性能，从而模具获得较高的使用寿命。制造有偏差时可以直接进行补焊，经打磨修整即可达到理想的效果，大量的节约了维修时间。
基于以上性能介绍，适用于拉延凸模、凹模、压料圈的材料为钼铬铸铁和Cr12MoV；适用于整形模的材料为钼铬铸铁、Cr12MoV、铸态空冷钢；适用于修冲模具的材料为Cr12MoV、铸态空冷钢。
3.结论
故经过上述材料性能对比以及对生产现状的经验积累，对于普通钢板（如DC01、DC04、DC06、B170P1等），料厚在1.2以下时，由于板材的屈服强度在260MPa以下[3]、硬度比较低的钢板，拉延模具的材质选用钼铬铸铁即可；修冲模具的材质选用铸态空冷钢即可；翻边整形模具工作部分的包容型面等要求高韧性的地方，镶块材质选用铸态空冷钢即可，工作部分的被包容型面等要求具备高耐磨性的地方，镶块材质选用钼铬铸铁即可。
对于高强钢板（车身常用材料，如B280VK、B340/590DP、B400/780DP、SAPH440等），以及料厚在1.2以上时，由于板材的屈服强度在260MPa以上，590MPa以下[3]、硬度比较高的钢板，拉延模具的材质选用Cr12MoV即可；修冲模具的材质选用Cr12MoV即可；翻边整形模具工作部分的包容镶块材质与被包容镶块材质选用Cr12MoV即可。
参考文献：
[1]黄全新 模具材料与热处理工艺选择探讨 《广西教育》2012年第11期
[2]索钢 铸造空冷钢在冲模中的应用《金属加工（热加工）》1994年第11期
模具材料范文第8篇
关键词：模具设计；框架式成型；复合材料
复合材料具有较好的优越性，一直被应用于航空领域中，由机零件需要较高的精确度，同时它们的尺寸较大，一般会使用复合材料对其进行固化成型。在复合材料的成型过程中，复合材料构件会直接与模具的型面相接触，一旦模具发生变形，构件的尺寸和形状等就会受到影响。模具的尺寸若是较大，那么在其固化的过程中复合材料的固化质量和表面温度会受到模具型面不均匀的温度场的影响。当前在一些大尺寸的模具成型过程中一般会选择使用框架式结构，这种结构有着均匀的厚度，同时通风效果较好，能快速升降温，这些模具中的各个点可以均匀受热，模具中的各个部位就不会因为升降温而发生变形。在当前设计框架式模具的过程中，在设计多个支撑框架时，不仅需要经过重复且繁琐的操作，同时操作也较为费时费力，设计模型需要丰富的经验，但是模具使用起来较为费劲，同时也不利于校核模型的温度情况和变形情况，在设计模具的过程中就缺乏精准度同时也缺乏效率。为了及时改善该情况，就需要将模具设计和更改的效率提高，同时在设计的过程中需要进行周全的考虑，将复合材料在制件过程中的固化变形问题解决掉。在设计该种框架式的模具时，应建立起一种能进行快速更改和建模的方式，并通过有限元分析模型，对模型根据分析的结果进行优化和调整，这样可以更好地对模具的尺寸和回弹情况进行设计补偿，以便得出最精确的模具结构设计结果。
1建模的快速化方法
如果是框架式的模具成型，它的结构主要包括底板、型面板和吊环等部分。在设计模具的过程中，需要对支撑隔板的数量、厚度、通风口的定位尺寸等参数进行调整。当前，在设计模型模具的过程中一般会使用CATIA软件的方式来进行，在建模时需要首先进行产品型面的提取、接合等操作，这样就形成了模具的型面板；然后再进行隔板和隔板上的通风孔的制作，它需要通过平面化的编制和绘制草图及凸台等操作才能形成，隔板和隔板上的通风孔是和型面板相连接的。隔板具有较多的数量，需要重复性地进行隔板的绘制工作，所需工作量很大，会花费设计者很多的时间和精力。但是，通过“产品智能模板”—“创建超级副本”操作就可以将在建模过程中将的绘制草图、凸台等命令集中到一个命令中进行集体的封装。该命令集合在执行时只需要通过操作“从选择实例化”就可以了。这样可以将很多重复性的操作避免掉，在隔板的绘制和通风孔等操作中就可以节省掉很多时间。使用其中的“知识工程”—“公式”命令就可以对参数进行调整同时还可以对其进行赋值了。在后期只需要对参数的赋值进行变更即可实现参数值的变化，同时变量间的关系也可以通过公式的定义来实现，使得变量能够基于另一个变量的变化而变化，这样可以使得参数的变量化得以实现。采用这样的建模方式，可以实现对纵向隔板数量和型面板厚度等参数进行变量化的快速设计。此时，如果合理的更改参数的数值，将视图刷新后，稍微改动一些模型就能达到设计的更改要求了。采用这种方式可以将对框架式模具的建模时间缩短，同时可以更加快捷地进行模型的更改和设计，不仅能提高了更改和设计模具的效率，同时也为有限元模型的分析和设计优化奠定了基础。
2有限元模型分析
在进行复合材料的框架式模具设计时，一般需要根据经验来校核模具结构的强度，在制定通风口尺寸和隔板的间距时，会进行保守设计，比如将隔板间距缩小或是将隔板厚度增大等，采用这样的方法虽然可以对模具的性能进行改善，但是因为在制造模具的过程中其周期较长同时模具的成本较高，会对设备的使用情况造成影响。需要首先采用有限元分析法对模具的变形情况和应力情况进行校核，这样可以很好地确定设计模具的可行性，同时还可对模具设计的参数等在变形和应力的情况下进行调整，使得模具能在性能得到满足的情况下将重量减轻，使得运输和成本等得到降低，此外，还可以有效将制造周期缩短。特别是对一些梁类复材零件和蒙皮等来说，它们的尺寸相对较大，所以在模具中其主体部分的框架式支撑结构，需要花费大量的成本和材料等，这部分费用也会被计算在内，需要采用有限元分析的方法将支撑板的结构及尺寸等情况进行合理选择，这样可以在模具经济成本降低的基础上确保好复材制件的成型质量。另外，复材零件的固化质量和表面温度也会受到模具型面温度的影响，导致零件出现固结，模具自身也会因为存在的温度梯度而出现变形，这就需要掌握好模拟模具固化中的温度变化情况，可以更好地调整模具设计的可行性，并通过调整参数来将温度场调整均匀。表1中1号和2号模型，分别采用CITIA对它们进行各种工况情况下的分析，使用的模具材料是Q235，不同的边界条件在不同工况时如下表2所示，两个模型的最大应力值和最大变形值，如表3所示。比较1号模型和2号模型发现，2号模型的型面板要比1号模型的型面板厚度大2mm，支撑板的厚度要大2mm，同时重量大了179kg。从上表3中可以看出，1号模型的应力和变形情况在工况相同的时候都要大于2号模型，在4种工况下1号模型和2号模型的最大应力都要小于Q235的屈服应力，其形变是弹性形变，对于1号模型和2号模型来说，它们都能符合设计的要求，但是如果选择的是1号模型，它能更好地将模具的重量减轻，材料成本也能由此得到节省。在分析模具的变形和温度分布情况时，采用CATIA将一个普通钢框架式模具模型和热压罐模型建立起来，同时将热压罐内的区域划分为不同的网格。将瞬态求解设置在Fluent中，同时将能量方程开启出来，这样可以便于湍流模型的设置，假定热压罐的外壁是绝热壁，同时将内壁设置成耦合壁面，根据其温度边界条件将时间函数定义好。然后将模具型面上一些关键时刻点的温度云图提取出来，这个时候可以看出，如果温度升高，那么迎风面的温度也就升高，工装中部就会有着较低的温度，这样就会逐渐增大温差；如果温度不再升高，其上的温度差是14.6℃；如果在保温时将其降低至0℃；如果是处于温度降低阶段对于迎风面来说它的温度不高，这样在整个工装中部就有着较高的温度。模具型面在整个固化过程中其上的温度都处于均匀分布的状态。对于复材来说，它的制件一般会在保温的后期发生固化反应，所以工装型面经过了足够的保温时间，其温度场分布均匀。在对模具的热变形进行分析和计算的过程中，求解时可以按照均匀温度场来进行。如果工装模型的热变形采用的是ABAQS法进行计算，所用的材料是Q235，其初始温度设定是20℃，其最终温度是180℃，将位移约束添加在模具的四个脚轮处，将模具的变形量在该温度场下求解出来。对于模具的热变形云图，会在模具的四个边角处会出现最大变形，其中最大的变形量达到了3.3mm。对于一些尺寸较大的钢材料模具来说，如果要进行高温固化，它的变形量是很大的。
3结语
为了提高模具设计的效率和精准度，需要先将制件过程中的固化问题解决，在设计这种框架式的模具时，先将其快速更改模式和建模方式建立起来。在本文中，通过有限元模型分析法进行数值的模拟检验，根据模型分析出的结果进行了调整和优化，便于以后对模具的回弹和尺寸等进行设计补偿，确定最终能得到最精确的模具设计结果。
作者:袁玉苹 单位:中山市技师学院
参考文献：
[1]岳广全，张博明，杜善义等.模具度热固性树脂基复合材料固化变形的影响[J].玻璃钢/复合结构．2010,(5):62-65.
模具材料范文第9篇
关键词：模具材料；热处理；模具教学；应用
Abstract: die is a kind of important processing technology and equipment, is the national economy each industrial sector development the important basis of the one. Along with the development of the industrial production of industrial products, shape, quantity, quality and demand more and more. In order to make students more profound understanding of mould knowledge, this paper will die material and heat treatment in the mold the teaching application provides a brief explored.
Key words: advanced materials; Heat treatment; Mould teaching; application
中图分类号：TG76文献标识码：A文章编号：
1.模具材料与热处理教学现状分析
《模具材料与热处理》是职业院校模具设计与制造专业的一门主干专业课程，同时也是一门专业的基础课程。通过该课程的学习，可以使学生学得有关模具、工程结构以及机械零件等常用的金属材料的理论基础知识和热处理的基础知识，使学生具备基础的根据模具零件的加工条件与失效方式等进行材料的合理选择与使用，并且可以独立的完成模具零件的冷、热加工工艺线路的制定。职业院校（高职或中职）的模具设计与制造专业的毕业生都是在企业一线工作的，毕业生不论是从事模具设计还是模具制造，都必须具备了解模具材料的工艺性能、热处理的基本知识以及一定的材料选择能力。因此，这门课程是培养学生职业与工作能力的一门核心课程，提高《模具材料与热处理》教学质量显得尤为重要。
通过对某省高职院校的《模具材料与热处理》的教学课程、教学效果以及教学内容等进行调查，结果显示了有40%左右的职业院校理论课程教学课时为28-32学时；有50%左右的职业院校理论课程学时为56-64；没有开设或者是与其他课程进行整合的约占10%。课时较少的一般至进行模具材料的基本介绍，课时开设较多是一般是介绍金属材料的性能、金属的基本知识、热处理的基本知识以及模具材料的选择与处理等。理论课程开设较多的职业院校学生对知识的理解及掌握程度要深刻一些，具有较好的教学效果，但是，有大部分的学生还是感觉该课程非常难学。
针对这一调查结果的研究表明了，每个职业院校对《模具材料与热处理》的在职能力培养的重视程度不一，课程教学在32学时以下的，一般都只认为学生只要具备模具材料的相关知识或者认为学生在实际的工作中根本用不到这些知识，即使使用到了企业也会拿出零件所需的制定材料以及热处理的工作流程，职业院校都认为，企业所需生产的零部件材料都是规定的，热处理的流程也是预先制定的，根本不需要变动。教学课程课时在56学时以上的职业院校，认为学生不仅需要模具材料选择以及热处理方面的基础知识，而且更加需要具备机械制造工业所需要的工程材料方面的一般知识，这些知识是学生学习其他课程的基础，也有利于培养学生的创新意识。
2.课程教学改革的实践
2.1采取多元化的教学方法
改进教学方法是提高教学质量与教学效果的重要途径，由于课程内容较为庞杂，教师应积极引导、循序渐进，摒弃传统的填鸭式教学方法，采用启发式、问答式、案例式等多种教学手段来最大限度地激发学生的学习兴趣，增强学生对难点问题的认知能力。帮助学生理出知识脉络，做到杂而不乱。
1）结合专业特点讲授课程内容，特别要重视上好绪论课。绪论课对课程学习至关重要，应给学生讲清课程的性质、目的与作用，解决“为什么学，学什么，怎样学”的问题。2）注意理论联系实际，这首先要求教师本人有丰富的模具材料应用的知识及能力，其次要让学生认识理论与实际的有机联系，要多列举形象生动，贴近企业实际的具体案例来丰富教学内容，如淬透性、淬硬性概念是一个易混淆、难掌握的内容，淬透性和淬硬性，虽然一字之差，但意义却截然不同。以模具工作零件应用案例来进行讲解，使学生易理解这一概念。3）在教学方法上坚持“贯穿主线、突出重点、强调实用”的原则。“贯穿主线”就是要在课堂教学中，以材料的成分、工艺、组织和性能之间的关系这条主线贯穿始终。课程讲授内容围绕这条主线展开，“突出重点”就是对教学内容采用“删繁就简，削枝保干”的方法，删减与核心理论无关的分析推理，促进学生对重点内容的掌握。“强调实用”就是坚持实用性原则，重点培养学生对不同材料的选用和熟悉零件加工工艺过程，为其后续课程的学习奠定基础。
2.2理论、实践教学的有机结合
为培养学生综合应用知识的能力，对模具材料实验的内容和形式作了较大的改革，一是淡化演示性实验，教师结合所讲授内容，运用多媒体技术与网络资源，实现演示性实验教学的形象化和可视化。二是突出应用型实验，根据学院现有实验条件，安排了《金属材料的硬度测定》和《识别冲模用材料》两个实验，让学生正确掌握布氏和洛氏硬度测量方法。模具硬度是主要的技术指标，在生产实际中意义重大。金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系，硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。通过拆装一副冲模，进行现场教学和实验。让学生了解模具常用材料的种类、性能、选用原则及热处理要求。使学生加深了对课堂所学知识的理解。
2.3采取多样的考核方式
《模具材料与热处理》课程考核应包含期末考试、过程考核和实训考核三个部分，从知识、能力、素质三个方面进行考核，其中期末考试检查学生知识掌握情况，为了便于考核学生分析、归纳、综合解决力学问题的能力，同时也考查学生查阅、收集和利用有关资料的技能，在期末考试时采用“一页开卷”的方式，考试前学生在一张A4纸上独立总结出课程他认为的重点、难点，考试时允许他们带上进行参考。其实这一过程，就是对重点知识进行归纳、提炼和总结的过程，等于把教材读薄了，在教学中也是非常有效的方法之一；过程考核由学生自评和教师考评两部分组成，考查学生学习态度、考勤、练习作业、教学参与度等；实训考核考查学生的试验任务完成数量和质量，知识综合应用能力，分析问题和解决问题能力。
3.模具材料及热处理在模具教学中的应用的保障措施
3.1加强基本技能训练
机械专业的学生毕业后多在生产、管理的第一线工作，所遇到的问题与生产、管理直接相关，要求运用必要的技能及时给以解决，因此加强学生的技能训练显得尤为重要。通过技能训练，学生不但获得感性的、具体的经验，而且还可以提高学习兴趣，实现教学的目标。本课程的实验内容很多，所以要开足实验课，通过具体的实验操作使学生熟悉常见仪器和设备的性能及操作方法，并能使用这些仪器和设备解决具体问题。金属力学性能的学习，要求学生熟悉金属材料的拉伸试验方法、硬度实验方法、冲击韧性实验方法，熟悉各种实验试样的制备，熟练地使用拉伸试验机、硬度计、冲击试验机测定金属的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率、硬度、冲击吸收功等。在热处理教学中，对某种金属材料进行不同的热处理，来确定其成工艺、组织、性能之间的关系。
3.2学会归纳总结
本课程内容庞杂，概念、术语较多，相互间易混淆，不便记忆，理论抽象又难于理解。在教学中，教师要研究各章节知识间的内在逻辑关系，把一个个零碎的知识点归纳串联起来，形成一个完整的知识体系，从而便于学生理解和掌握，提高了教学效果。例如“热处理工艺”这部分的主要内容是整体热处理、表面热处理及化学热处理。化学热处理是通过改变金属和合金工件表层的化学成分、组织和性能的金属热处理，包括渗碳、渗氮、碳氮共渗及氮碳共渗，这四种工艺比较相近，容易混淆。授课时，按照工艺目的、热处理后的性能和应用三个方面进行全面归纳和总结。渗碳工艺，在提高硬度和耐磨性的同时，心部能保持相当高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高，广泛应用机、汽车、机床等设备的重要零件中；渗氮工艺，可形成以氮化物为主的表层，当钢中含有铬、铝、钼等氮化物时，可获得比渗碳层更高的硬度、更高的耐磨、耐蚀和抗疲劳性能。
总结
总之，需要通过一系列的课程改革，使教师在教学过程中能够始终抓住学生，结合课程主线，更好地灌输专业知识，也能够推动学生提高学习主动性，全面深入地掌握课程知识，培养动手实践技能，为以后的专业课程的学习打下坚实的基础。
参考文献
[1]何建平，张锦洲，杨雄.工程材料创新性实验的探索与实践[J].科技资讯， 2006
[2]廖西平.《工程材料》辅助教学软件的设计与实现[J].金属热处理，2003
模具材料范文第10篇
于是乎我便打起背包，来到工厂，开始了我的实习生活。
据说是十年前亚洲最大的模具专业生产厂。虽然现在有滴滴的缩水，但是各种加工设备很是完善，钻床，铣床，车床却一样也不少，足够我实习用的啦。
虽然我学的专业是设计，但我还是刚刚才出来的，没有啥经验，所以要从低做起。第一个月的时候，我的工作主要是省模，画线，钻孔，攻丝，这些都是基础的工作，是每个投身到机械行业的人都应该会，而且必须会的基础。刚开始的时候，我画线又慢又不准，老是耽误别人的进度，后来经过师傅的教导，自己也慢慢的摸索，渐渐地掌握了画的技巧，画线的速度也越来越快了。我一直以为攻丝都是用机械来攻的，哪知道原来不是这样的，在广州的很多厂中，攻丝都是靠人工来攻的，并不是像我们想的那样是靠机器来攻的，刚开始学习攻丝的时候，攻的丝老是不正，要不斜向这边，就是斜向那边。攻丝的时候，最怕的就是攻着攻着，丝攻突然断掉了，半节卡在孔里。因为丝攻要比被攻丝的孔大，且丝攻的硬度比较大，所以比较难弄出来，一般情况下，就是强力的把丝攻敲出来，或者用火烧软以后，在打出来，无论如何这个孔都是废的了，又要重新钻过另外一个了。有一次，我攻丝的时候，由于用力太大，造成两边力不平衡，丝攻“嗙”的一声就断了。那时候，我很慌，不知道怎么办，也不敢告诉别人，害怕别人责怪自己。所以独自一个人在那里弄，弄了半天也没弄出来，心里更加慌了。还好，最后师傅还是发现了，他没责怪我，帮我把丝攻弄了出来。
第二个月，我就开始学习铣床的操作。虽然在学校的时候，我们曾经也有一段时间学习过铣床的操作，虽然过去了很久，很多知识都已经忘却了，但无论如何基础还在，所以学习起铣床的操作比较容易。从最开始的是铣键槽，一般都是8厘和6厘的。而后慢慢地熟练了操作铣床后，就开始铣打粉缸的刀，看起来简简单单的一把刀，铣起来却不是那么的容易，曾经有一把刀，我整整铣了三天才铣出来，铣出来以后还要精加工，听老员工说，单单这把刀就值几千块钱，望着这把自己铣出来的刀，心里很高兴，三天的辛苦全都忘记了，也许这就是成就感吧。H
第三个月，我就开始学习操作车床，由于在学校的时候，有一段时间是金工实习，学的就是车床和铣床的操作。虽然学习的时间不是很长，但是基础打好了，现在学起来也比较容易。经过一个多月的学习，基本上能车出工厂所需要的零件，但也有一些没有掌握到，像滚筒啊，我就不会车了，车滚筒的一般都是很熟练的车工，因为滚筒的精度要求很高，且车的时间很长，一般都要几天才能车好一个，所以一般只有老车工才能胜任。
现在我已经开始绘图了。这将是我新的起点，我相信我能做好的。
经过这几个月的实习，我懂的了工作的辛苦，原来在学校的时候老是希望能早点出来工作，不懂得珍惜学校的生活。等到现在出来了，才知道工作的辛苦，才知道学校的生活是如此的美好。不过无论这样，我们都得出来，都得面对社会，都得去为自己的事业闯荡，只是迟早的问题。
经过这几个月的实习，让我了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，工厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，，电子技术在电子工业的应用了，精密机械制造在机器制造的应用了，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界。这也是对以前所学知识的一个初审吧！这几个生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅，在短短的几个月中让我初步让理性回到感性的重新认识，也让我们初步的认识这个社会，对于以后做人所应把握的方向也有所启发！