2012冷冲压模具选材及热处理工艺方案设计

2012冷冲压模具选材及热处理工艺方案设计

西安工业大学 西安工业大学`

姓名 罗水华 专业 金属材料工程 班级 B090210 学号 B09021011 2012 年 12 月 1 日 2013 年 1 月 3 日 1

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设计项目: 冷冲压模具及热处理工艺方案设计

2012 11 15 2013 1 3 完成期限:自 年 月 日至 年 月 日 系 别: 机电信息系 班 级: B090210 学生姓名: 罗水华 指导教师: 刘健康 批准日期: 2

西安工业大学 摘要

从当今世界范围的模具材料发展来看，无论是材料的品格、规格，或是材料的质量和数量，都可以基本满足现代模具工业的需要。但对于一个具体的模具零件而言，欲从众多模具材料中挑选出最能满足其使用性能要求的材料，并制定出与该性能要求相匹配的合理的热处理方案，则不是一件容易的事。冷作模具材料目前我国常用的冷作模具钢大致分为四大类:碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合

金。尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具通常用碳素工具钢制作;模具寿命不高、尺寸大、形状复杂;轻负荷的冷作模具一般用低合金工具钢:尺寸大、形状复杂;重负荷的冷作模具需采用中合金或高合金工具钢;受冲击负荷且模刃单薄的冷作模具一般选用高韧性模具钢;尺寸精度要求高、寿命长的模具则要选择粉末高速钢、硬质合金等高档材料。市场流通仍以传统的老材料为主，新型的冷作模具钢，如DS、GD、CH、LD、GM、ER5、65Nb、012Al、LM2、RM2等20几个品牌应用等不普遍～作为课题研究，要了解冷冲压模具钢的热处理工艺，应选用成熟普遍的钢种来实践。

关键词:冷冲压模具;模具材料:热处理工艺。 目 录

第一章 前言??????????????????????????4 1.1 本课题内容概述

????????????????????????5 1.2.1 课题研究的目的和意义???????????????????5

1.2.2 课题的研究内容??????????????????????5 3

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1.3 论文的组织结构?????????????????????????5 第二章 实验方案????????????????????????5 2.1 原材料的选择??????????????????????????6

2.1.1 概述????????????????????????????7 2.1.2 冷冲压模具特点???????????????????????7 2.1.3 冷冲压模具主要损坏形式???????????????????7 2.1.4 冲头材料的性能要求?????????????????????7

2.1.5 材料的选用?????????????????????????7 2.2 加热设备的选择?????????????????????????9

2.2.1 热处理设备概论???????????????????????9

2.2.2 电阻炉的选择????????????????????????9 2.3 本课题的研究方案??????????????????????? 10

2.3.1 本课题研究过程总述????????????????????10 2.3.2 实验设备?????????????????????????10 2.3.3 实验材料?????????????????????????10

2.3.4 实验步骤?????????????????????????10 第三章 热处理工艺

???????????????????????11 3.1 原始组织???????????????????????????11 3.2 9SiCr钢淬火??????????????????????????11 3.3 9SiCr钢回火

??????????????????????????13 第四章 实验结果分析?????????????????????14 4.1 金相组织分析???????????????????????14 4.2 9SiCr钢失效分析

??????????????????????15 第五章 结论??????????????????????????15 参考文献????????????????????????????16 致 谢????????????????????????????17

第一章 、前言 4

西安工业大学 1、前言

1.2 课题的研究目的和意义

本课题主要研究冷冲压模具冲头热处理工艺的的设计，即为了达到工件所要求的性能，而采取正确的热处理工艺。常用的的热处理工艺主要有正火，球化退火退火，淬火，回火。同一种材料，经过不同的热处理工艺可以获得不同的性能和组织，且性能上会有较大的差别。

本课题的目的在于了解各种热处理工艺的优缺点，最终根据材料确定一个最适合的热处理工艺。在了解热处理工艺的作用的前提下，利用其使原材料性能得到显著提升。这对于我国冷作模具的改进有重要意义，在现代工业中的应用前途一片光

明，所以搞好这样的课题研究也是对社会的一种贡献～ 1.2.1 本课题研究的内容概述

该课题主要内容是拟采用直径为50mm,长50mm的棒状9SiCr钢试样，进行热处理，然后打磨试样，观察金相组织。并结合硬度实验来获取9SiCr钢达到机械性能，物理性能，工艺性能等，从而得到最适宜的热处理工艺的目的。

本文研究内容主要包括以下几个部分:

(1)原材料的选择，主要根据冷作模具冲头的性能要求选择合适的原材料。 (2)观察原材料的组织，磨制金相，分析材料组织。

(3)最终热处理工艺。主要从原材料的性能和相图出发确定热处理方法。 (4)检验试样的性能，测试样的硬度。

(5)观察热处理后的组织，磨制金相，分析组织结。 1.2.2论文的组织结构

第一章 前言部分，介绍了课题的研究目的和意义，确定了课题的研究内容。 第二章 试验方案。 第三章 热处理工艺。 第四章 实验结果分析。 第五章 结论。 第二章、实验方案 5

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本试验的内容包括原材料选择、金相制样、热处理过程的试验方案和研究方法，以及试样的性能测试和组织分析手段。热处理过程是试验的关键步骤，直接影响到最终结果的好坏。主要包括以下几个部分:

(1)原材料的选择，主要是根据螺栓的性能要求选择合适的原材料。

(2)观察原材料的组织，磨制金相，分析材料组织。

(3)最终热处理工艺。主要从原材料的性能和相图出发确定热处理方法。 (4)检验试样的性能，测试样的硬度。

(5)观察热处理后的组织，磨制金相，分析组织结构。 2模具选材

2.l模具选材的意义

随着市场经济的迅猛发展和材料加工新技术新方法的不断采用，产品更新换代速度加快，对成型模具的数量和质量也在增加，模具材料的正确选择与合理使用己经制约商精度、长寿命、商效率模具制造的瓶颈之一。目前国内外通常按用途将模具材料分为三大类:冷作模具材料、热作模具材料和塑料成型模具材料。目前，这兰大类模具材料仍以黑色金属及其合金为主。

合理的选择模具材料具有重要意义，首先，由模具在现代工业生产中的重要作用决定;其次，合理选材也是保证模具寿命、提商材料利用率的基本要求之一。 模具材料的选择是指:针对其体的模具零件。在相应的模其材料中选择出一、两个较为理想或合适的材料的过程。一般说来，模具零件的选材要求所选材料满足:

(1)使用性能足够——根据工作条件，失效形式、寿命要求、可靠性的高低等提出材料的强度、硬度、塑性、韧性等使用性能要求，其中应考虑尺寸效应及主要的、关链的性能指标。

(2)工艺性能良好——跟据制造工艺程及方法不同，保证所选材料具有良好的工艺性能，首先是能将模具零件制造出来。

(3)供成上能保证——所选材料应考虑地方资源与市场供应情况，尽量少用进口材料，并且品材规格应尽鬟少而集中，以便于采购和管理。

(4)经济往合理——要求所选材料，生产过程简单、成晶率高、成本低。也就是业界提出的“满足制品要求，发挥树料潜力，经济技术合理”原则。