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热锻模和锤锻模有什么区别?热作模具有是什么?还有热锻模选用的材料和加工工艺路线是怎样的?
fenglank954
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热锻模和锤锻模都属于热锻模,也就是说锤锻模是热锻模的一种.热作模具主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具,如热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等.常用的热作模具材料为中、高含碳量的添加铬钨钼钡等合金元素的合金模具钢.对特殊要求的热作模具有时采用高合金奥氏体耐热模具钢、高温合金、难熔合金制造.选择模具材料是要注意：一、模具材料的基本性能进行模具材料选择时,必须首先考虑模具的某些基本性能必须能适应所制造的模具的需要,在一般情况下,其中三种性能是主要的,即钢的耐磨性、韧性、硬度和红硬性.这三种性能可以比较全面地反映模具材料的综合性能,应可以在一定程度上决定其应用范围.当然对于一种模具的要求来说,可能其中的一种或两种是主要的,而另外的一种或两种是次要的.1. 模具材料的耐磨性模具工作时,表面往往要与工件产生多次强烈的摩擦,模具必须在此情况下仍能保持其尺寸精度和表面粗糙度,不致于早期失效.要求模具材料既能承受机械磨损,而且在承受重载和高速摩擦时,模具被摩擦表面能够形成薄而致密附着的氧化模,保持润滑作用,防止模具和被加工工件的表面之间产生粘附、焊接招致工件表面擦伤,又能减少模具表面进一步氧化造成的损伤.为了改善模具材料的耐磨性,就要采取合理的生产工艺和处理工艺,使模具材料既具有高硬度又使材料中的碳化物等硬化相的组成、形貌和分布合理,当然模具工作过程中的润滑情况和模具材料的表面处理,也对改善模具的耐磨性能有良好的影响.2.模具材料的韧性对于受强烈冲击载荷的模具,如冷作模具的冲头,锤用热锻模具、冷镦模具、热镦锻等,模具材料的韧性是十分重要的考虑因素,对于在高温下工作的模具,还必须考虑其在工作温度下的高温韧性.对于多向受冲击载荷的模具,还必须考虑其等向性.模具材料的化学成分、晶粒度、碳化物、夹杂物的组成数量、形貌、尺寸和分布情况：金相组织、微观偏析等,都会对材料的韧性带来影响.钢的纯净度、锻轧变形的方向会对横向性能产生很大的影响.模具材料的韧性往往和耐磨性、硬度是互相矛盾的.因之根据模具的具体工作情况,选择合理的模具材料,并采用合理的精炼、热加工和热处理、表面处理工艺使模具材料得到耐磨性和韧性等综合性能的最佳配合,以适应模具的需要,足模具材料的重要发展的途径.3. 硬度和红硬性硬度是模具材料的主要技术性能指标,模具在工作时必须具有高的硬度和强度,才能保持其原来的形状和尺寸,一般冷作模具钢,要求其淬回火硬度为60HRC 左右,而热作模具钢为45-50HRC 左右,并且要求热作模具材料在其工作温度下仍保持一定的硬度.红硬性是指模具材料在一定温度下保持其硬度和组织稳定性抗软化的能力,对于热作模具材料和部分重载荷冷作模具材料,是重要的性能指标.另外,还要根据不同模具的实际工作条件,分别考虑其实际要求的性能,如对热作模具钢要考虑其抗冷热疲劳性能,对压铸模具应考虑其耐融熔金属的冲蚀性能；对于重载荷型腔模具应注意其等向性；对于高温工作的热作模具应考虑其在工作温度下的抗氧化性能；对于在腐蚀介质工作的模具,应注意其抗腐蚀性能；对在高载荷下工作的模具应考虑其抗压强度、抗拉强度和抗弯强度、疲劳强度及断裂韧度等.二、模具材料的工艺性能在模具总的制造成本中,特别是对于小型精密复杂模具,模具材料费往往只占总成本的10-20%,有时甚至低于10%；而机械加工、热处理、表面处理、装配、管理等费用要占成本的80%以上.所以模具材料的工艺性能就成为影响模具成本的一个重要因素,改善模具的工艺性能,不仅可以使模具生产工艺简单,易于制造,而且可以有效地降低模具制造费用.模具材料的工艺性能,经常要考虑的有以下几种.1. 可加工性模具材料的可加工性包括冷加工性能,如切削、磨削、抛光、冷挤压、冷拉工艺性,热加工性能包括热塑性和热加温度范围等.模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢,冷加工和热加工性能一般都不太好,在生产过程中,必须严格地控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品,另一方面还必须通过改善钢的纯净度,减少有害的杂质,改善钢的组织状态,并采取一些措施,以改善钢的工艺性能,降低模具的制造费用.为了改善模具钢的切削性和磨削性,从20 世纪30 年代开始,研究向钢中加入适量的硫、铅、钙、稀土金属等元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢.以后发现有些易切削元素加入以后,会在模具钢中生产一些有害的夹杂物（如硫化铁等）,会使钢的力学性能,特别是横向的塑性、韧性下降,于是又在精炼后期对钢水进行变性处理,通过加入变性剂（如（SiCa,稀土元素等）,形成富钙硫化物或稀土硫化物使硫化物球化,抑制了硫对钢的力学性能的不利影响,保留和发挥了其对钢的可加工性和磨削性的有利作用,使易切削模具钢得到进一步地发展.有些模具材料,如高钒高速钢、高钒高合金模具钢的磨削性很差、磨削比很低,不便于磨削加工,近年来改用粉末冶金生产,可以使钢中的碳化物细小、均匀,完全消除了普通工艺生产的高钒模具钢中的大颗粒碳化物,不但使这类钢的磨削性大为改善,而且改善了钢的塑性、韧性等性能,使之能在模具制造中推广应用.有些模具对表面粗糙度要求很低,如要求镜面抛光的塑料模具和一些冷作模具.就要采用抛光性能很好的模具材料,这类钢种往往要采用电渣重熔或真空电弧重熔等工艺进行精炼,得到高纯净度的钢材,以适应镜面抛光的要求.皮纹加工性：有些塑料制品要求制造有皮纹、装饰性图案或文字花样的表面,为了生产这些制品,就要求在压制这些制品的模具表面加工出相应的清晰的花纹、图案来.而加工这些图案、皮纹一般是采用化学蚀刻工艺,要求模具材料要能适应这种化学蚀刻工艺,蚀刻以后,能够在模具表面得到图案清晰、纹理清楚的皮纹和图案.铸造工艺性能：为了简化生产工艺,国内外近年来致力于发展采用铸造工艺直接生产出接近成品模具形状的铸造毛坯.如我国已经研究采用铸造工艺生产一部分冷作模具、热作模具和玻璃成形模具.相应地发展了一些铸造模具用钢,对这类材料要求具有良好的铸造工艺性能,如流动性、收缩率等.焊接性：有些模具要求在工作条件最苛刻的部分堆焊接特种耐磨或耐蚀材料,有些模具希望在使用过程中采用堆焊工艺进行修复后重新使用.对这类模具就要求选用焊接性好的模具材料,以简化焊接工艺,可以避免或简化焊前预热和焊后处理工艺,更好地适应焊接工艺的需要,相尖地发展了一批焊接性良好的模具材料.冷变形性：为了简化工艺,提高模具的制造效率,对批量生产的型腔模具,有些采用冷挤压工艺压制型腔,用淬硬的凸模将模具的型腔直接压制出来,要求模具材料具有良好的冷变形性能,如塑料模具钢中的低碳低硅钢就具有良好的冷变形性能.2. 淬火温度和淬火变形为了便于生产,希望模具材料的淬火温度范围要宽一些,特别是有些模具要求采用火焰加热局部淬火时,难以精确地测量和控制温度,就要求模具钢能适应较宽的淬火温度范围,模具在热处理时,要求其变形程度要小,特别是一些形状复杂的精密模具,淬硬以后难以修整,就对淬回火的变形程度要求更为严格,应该选用微变形模具钢制造.3.淬透性和淬硬性淬硬性主要取决于钢的碳含量,淬透性主要取决于钢的化学成分、合金元素含量和淬火前的组织状态.对于大部分要求高硬度的冷作模具,对淬硬性要求较高；对于大部分热作模具和塑料模具,对于硬度的要求不太高,往往更多地考虑其淬透性；特别是对于一些大截面深型腔模具,为了使模具的心部也能得到良好的组织和均匀的硬度,就要求选用淬透性好的模具钢.另外对于形状复杂、要求精度高又容易产生热处理变形的模具,为了减少其热处理变形,往往尽可能采用冷却能力弱的淬火介质（如油冷、空冷、加压淬火或盐浴淬火）,就需要采用淬透性较好的模具材料,以得到满意的淬火硬度和淬硬层深度.4.氧化脱碳敏感性模具在加热过程中,如果产生氧化、脱碳现象,就会改变模具的形状和性能,影响模具的硬度、耐磨性和使用寿命,招致模具早期失效.有些钼含量高的模具钢,由于容易氧化、脱碳,有一段时间限制了其推广应用,直到热处理工艺装备发展以后,采用特种热处理工艺（如真空热处理,可控气氛热处理、盐浴热处理等）以后,能够避免氧化、脱碳,这类模具钢,才顺利得到推广应用.钼基合金虽然具有极为优秀的高温性能,但是由于在高温下极易氧化,严重地限制了其应用范围.至于加工路线要具体到哪套模具哪个工件订制加工路线了
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热锻螺母主要模具材料的选择及热处理
优质期刊推荐热锻模具用什么材料,热锻模具的热处理方法
近几年来，我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作，并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。下面简单介绍热锻模具用什么材料以及热锻模具的热处理方法。
1．已纳入国家标准热作模具钢
热作模具钢系列已纳入国家标准《GB/T合金工具钢》，按主要化学成分可分为W系，Cr-Mo系，Cr-W-Mo系等类型。
3Cr2W8V（H21）钢，具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能，工作温度达到650℃。缺点：碳化物偏析严重，塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。我国20世纪50年代从前苏联引进，使用寿命不长，且合金度高，成本高，目前国外已基本淘汰。我国由于受钢种和技术上的限制，目前，仍在大批生产和使用。
4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性，使用温度590钢中碳化物细小分布均匀，抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好，冷热加工性能好。H13钢（H11钢的改进型）是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料，也是通用性强的热作模具钢，是代替3Cr2W8V钢的理想钢材，寿命可提高2-3倍。
4Cr3Mo3SiV（H10）钢具有高韧性，高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。可代替3Cr2W8V钢制作热挤压模。4Cr5W2VSi钢其热稳定性高于H13、H21钢，韧性介于H13、H21之间。适当高速镦锻模，使用寿命比H21钢高0.5-1倍。
3Cr3Mo3W2V（HM1）钢具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度700℃以上。该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢，模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准2—3倍。
5Cr4W5MoV（RM2）钢工作温度达700℃，具有较高的回火抗力和热稳定性，高的热强性，高的高温硬度和耐磨性，但其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。适合于制作有高的高温强度和抗磨损性能的热作模具，可代替3Cr2W8V钢，模具寿命可提高2-4倍。5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）钢工作温度达700℃以上，具有较高的热强性，高温硬度，抗回火稳定性、耐磨性和抗热疲劳性、韧性和热加工塑性好，氮化性能好。可替代3Cr2W8V钢模具寿命可提高3-5倍。
2．部分热作模具钢系列已纳入部颁标准
4Cr40Mo2WSiV（YB/T210-1976）钢具有较高的热稳定性、韧性、耐磨性和抗龟裂性，其稳定性优于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1钢，与3Cr2W8V钢相近。
3Cr2W8MoV（JB/T）钢是3Cr2W8V钢的改进型。3Cr3Mo3VNb（HB）钢一种超高强韧性热作模具钢，在高于600℃时，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V钢具有更高的高温强韧性、热稳定性、热强性、耐磨性和抗热疲劳性能，冷热加工性能好。
3．部分试用热作模具钢系列未纳入标准
3Cr3Mo3V钢热稳定性、硬度、耐热疲劳性能及韧性等适中。
5Cr4Mo3W2V钢用作热压锻模。
4Cr3Mo2V钢最高温度达700℃，适合于热挤压模。
4Cr3MoSiV钢工作温度达700℃，代号CH75。
3Cr3Mo3W2VRE钢，在3Cr3Mo3W2V钢中入0.06%RE,细化晶粒,显著提高塑性、韧性和寿命。4Cr5MoWVSi钢热强性优于H13钢，具有良好的韧性的抗热疲劳性，代号H12、适合于热挤压模、镦锻模。
4Cr3Mo2NiVNb（代号HD）钢，各类热作模具；4Cr3Mo2NiVNbB（代号HDB）钢，提高了断裂韧性和热疲劳抗力。工作温度达700℃以上，使用寿命比3Cr2W8V钢高2-2.5倍。5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb钢，代号50Si、50Nb，基体钢。适合于热挤压模。4Cr5Mo2SiMnV1(代号Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代号GR)钢，新型热作模具钢，使用寿命比3Cr2W8V钢高标准2-6倍，适于制造温度较高，与工件接触时间长，易引起热变形塌陷或热磨损失效的模具。
6W8Cr4VTi（代号LM1）和6Cr5Mo3W2VSiTi（代号LM2）钢，具有良好的热强性，高的等温强度，高温硬度，回火稳定性和耐磨性好。冷热模具兼用钢，模具寿命比3Cr2W8V钢高几倍。4Cr3Mo2MnVB（代号ER8）和4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)钢，模具寿命是3Cr2W8V钢的2-4倍，热挤压模具钢。
热锻模具的热处理方法
热处理：一般模具的热处理温度和时间可以参考〈热处理手册〉或〈机械工程手册〉。需要注意的是
（1）热处理应采用合理的工艺减小热处理变形(一般采用多段加热工艺，同时防止加热开裂)，同时考虑所采用的热处理方式，应避免合金元素的蒸发，在材料淬透性允许的条件下，尽可能采用真空热处理、气体淬火技术，减小热处理变形，避免热处理后较大的加工余量，导致表面过热，影响模具寿命。但对淬硬性较差材料或存在高温下易挥发元素的材料，如含高Ni等，宜采用盐浴热处理。
（2）推荐采用超饱和渗碳热处理技术，即应用渗碳技术，阻止热处理表面脱碳，同时提高表面的耐磨性，并利用渗碳淬火后，表面形成高压应力，提高模具的疲劳抗力。
（3）模具材料中一般含有较高的Cr,Mo,V,W,Nb等高温、强碳化物形成元素，从而提高模具的强度、红硬性等性能，在热处理回火处理中，具有明显的二次硬化特性，即在低温回火和高温回火形成两次高硬度。因此根据模具的实际使用温度范围，可以选择性应用回火温度，但是对于热锻模具应采用高温回火工艺，以避免二次回火硬化效应导致使用过程中模具性能的降低。
另一方面，也由于模具材料中一般含有较高的Cr,Mo,V,W,Nb等高温、强碳化物形成元素，具有很强的抗回火性能，因此需要进行多次的回火，避免回火不充分引起早期的失效（断裂和龟裂），一般要求至少2次高温回火（更多采用三次回火工艺）。
学习设计加老师QQ从零基础到模具设计精英，包含CAD软件、燕秀外挂、UG软件、胡波外挂、2D排位、拆散件、BOM表、3D分模、全3D设计，纯模具公司设计实战，重点是设计理念及设计思维的培养，设计参数的确定，加工经验、FIE模经验、试模经验的传授等。欢迎转发。
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