?,模具材料及处理技术,
模具的作用（录像）
轿车覆盖件模具模具是材料加工中的重要工艺装备
铁芯精密自动叠片多功能模具
空调器散热片多工位级进模
34〃 大屏幕彩电塑壳模具
6kg大容量洗衣机全套塑料模具
整体仪表板等的塑料模具
多型腔小模数齿轮模具
塑料门窗挤出模具利用模具可快速成形,实现无或少切削，从而提高生产率和降低成本
48,54,68条腿集成电路柜架多工工位级进模第一单元 绪论
1.2,模具材料的作用和地位
1.3、模具材料的应用和发展
1.1、模具的失效形式与机理
1.4、模具的表面处理技术与使用寿命
1.5、本课程的性质、教学目标和要求
1.1、模具的失效与机理模具的失效 正常失效非正常失效（早期失效）
模具失效：指模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法（如刃磨、抛磨等）使其重新服役的现象。
正常失效指模具使用一定期限后，由缓慢的塑性变形、
均匀的磨损或疲劳破坏，达到预定寿命而产生的失效。
非正常失效指模具未达到一定工业水平公认的使用寿命而产生的失效。
一、模具失效与使用寿命的概念
模具使用寿命（也称为模具正常寿命）：指模具丧失正常失效前生产出的合格产品的数目，若其在使用过程中经过多次修模，则模具的使用寿命为首次寿命与各次修模寿命的总和。
铝合金铸件模具一般为 4-8万次，个别可超过 10万次，国外可达 8-15万次以上；
常州宝马集团公司的步进电机定转子带双回叠片硬质合金级进模。具有转子冲片落料、旋转 72° 再叠片，
定子冲片落料、回转 90° 再叠片,(以消除料厚误差 )等功能。这两项模具精度达 2μm，步距精度 2-3μm，双回转精度 1′，寿命达到 1亿次以上，制造周期 5-6个月，而价格仅为同类进口模具的 1/2-1/3，已达到国际先进水平，完全可以替代进口 。
二、失效的分类
研究失效的目的不同，常用的分类方法有两种：按经济法观点分类和按失效的形式及失效机理分类
1,按经济法观点分类失效正常损耗失效产品缺陷失效误用失效受累性失效
2,按失效的形式及失效机理分类失效过量变形失效断裂失效模具局部断裂示意图表面损伤失效过量弹性变形失效过量塑性变形失效 模具的塑性变形蠕变超限韧性断裂脆性断裂疲劳断裂蠕变断裂应力腐蚀断裂表面磨损失效表面腐蚀失效接触疲劳失效模具局部断裂示意图返回整体断裂折断 劈裂模具的塑性变形冲头弯曲 冲头镦粗凹模模口胀大返回凹模的塌陷断裂的分类及其特征表面磨损失效
实际生产中使用的模具种类繁多，工作状态差别很大，失效的形式及机理各不相同。
磨粒磨损 幻灯片 13
粘着磨损 粘着磨损机理示意图疲劳磨损其它磨损气蚀磨损冲蚀磨损腐蚀磨损返回
找出失效原因，并提出防护措施
磨粒磨损机理示意图粘着磨损机理示意图
1.2、模具材料的作用和地位
模具是材料加工中的重要工艺装备
1、模具材料的作用
模具材料使用性能直接影响模具质量和使用寿命
模具材料工艺性能直接影响模具加工的难易、
加工质量和生产成本
2、模具材料的地位
模具材料是模具设计依据、制造的物质基础
模具材料的质量、性能、品种和供货是否及时，对模具的质量和使用寿命以及经济效益有着直接的重大影响。大量使用的模具材料为模具钢，年消耗量在 10万吨以上。
1.3、模具材料的应用和发展返回
60年代以来，我国研制出不少适合我国特点的新型高效模具钢，
如热作模具钢中的 3Cr3Mo3W2V,5Cr4W5Mo2V、
4CrMnSiMoV,4Cr2NiMoV,5Cr4Mo3SiMnVAl等，冷作模具中的 6Cr4W3Mo2VNb,7Cr7Mo3V2Si,7CrSiMnMoV、
6CrNiMnSiMoV等新钢种的采用，均获得提高模具寿命数倍的效果。如冷作模具钢选用 6Cr4W3Mo2VNb（ 65Nb）代替 T10、
Crl2MoV,W6Mo5Cr4V2等制作多工位冷镦机用的内六角凸模、
十字槽光凸模、螺栓切边模、冷镦螺栓顶楼、钢板弹簧冲孔凸模、
螺栓压角凸凹模、螺栓平圆头冲模，圆环冷冲模等；热作模具钢选用 3Cr3Mo3W2V（ HM1）代替 3CrW8V钢等制作轴承套圈的热冲压凸模和凹模、连杆辊锻成形模、小型机锻模等都显著提高了模具寿命。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的。
1.4、模具的表面处理技术与使用寿命
用 3CrW8V钢制造压铸、挤压模等，经调质并在
520～ 540℃ 渗氮 后,使用寿命比未经的模具提高
2～ 3倍。
而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果，
这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。在对模具整体强化的同时，还应采取各种手段对模具的表面进行强化和改性，使模具的表面得到有效的保护，提高模具的使用寿命。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用
模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，如：渗碳、
渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积 (TiN,TiC等 )、等离子喷涂等技术。
模具强化技术进一步发展。除原来已推广的电火花强化机外，又开发了电刷镀强化设备。
模具修复技术也有了进步。除电刷镀修复模具外，又引进和开发了多种脉冲焊接机，修复效果较好。
二、模具表面处理技术的发展趋势
随着科学技术的发展，新材料、新工艺将会层出不穷，作为一名从事模具设计与制造的中坚分子，应不断学习和更新自己的知识结构，将新技术、新工艺、新材料进行综合应用，提高模具的整体水平。
1.失效与使用寿命的概念
2.失效形式与机理本节重点复习思考,P25习题 2
本课程的性质、教学目标和要求
重点、难点,
1、模具材料的合理选用
2、模具材料处理技术的应用
教学目的要求,
1、了解模具常见的失效形式及当前模具材料的发展方向，明确模具材料及表面处理技术与模具使用性能、使用寿命、生产成本、经济效益之 间的关系；
2、掌握冷作模具、热作模具、塑料模具材料的常用牌号、性能特点、热处理及应用场合，并能合理地选择；
3、掌握模具表面处理方法并能正确选用。
,模具材料及处理技术,是模具设计与制造专业的一门专业限选课。本课程的任务是：在以前所学的知识基础上，讲授模具钢的特性与类别，冷作模具、热作模具材料、塑料模具钢、模具表面处理等内容。
模具的作用（录像）
轿车覆盖件模具模具是材料加工中的重要工艺装备
铁芯精密自动叠片多功能模具
空调器散热片多工位级进模
34〃 大屏幕彩电塑壳模具
6kg大容量洗衣机全套塑料模具
整体仪表板等的塑料模具
多型腔小模数齿轮模具
塑料门窗挤出模具利用模具可快速成形,实现无或少切削，从而提高生产率和降低成本
48,54,68条腿集成电路柜架多工工位级进模第一单元 绪论
1.2,模具材料的作用和地位
1.3、模具材料的应用和发展
1.1、模具的失效形式与机理
1.4、模具的表面处理技术与使用寿命
1.5、本课程的性质、教学目标和要求
1.1、模具的失效与机理模具的失效 正常失效非正常失效（早期失效）
模具失效：指模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法（如刃磨、抛磨等）使其重新服役的现象。
正常失效指模具使用一定期限后，由缓慢的塑性变形、
均匀的磨损或疲劳破坏，达到预定寿命而产生的失效。
非正常失效指模具未达到一定工业水平公认的使用寿命而产生的失效。
一、模具失效与使用寿命的概念
模具使用寿命（也称为模具正常寿命）：指模具丧失正常失效前生产出的合格产品的数目，若其在使用过程中经过多次修模，则模具的使用寿命为首次寿命与各次修模寿命的总和。
铝合金铸件模具一般为 4-8万次，个别可超过 10万次，国外可达 8-15万次以上；
常州宝马集团公司的步进电机定转子带双回叠片硬质合金级进模。具有转子冲片落料、旋转 72° 再叠片，
定子冲片落料、回转 90° 再叠片,(以消除料厚误差 )等功能。这两项模具精度达 2μm，步距精度 2-3μm，双回转精度 1′，寿命达到 1亿次以上，制造周期 5-6个月，而价格仅为同类进口模具的 1/2-1/3，已达到国际先进水平，完全可以替代进口 。
二、失效的分类
研究失效的目的不同，常用的分类方法有两种：按经济法观点分类和按失效的形式及失效机理分类
1,按经济法观点分类失效正常损耗失效产品缺陷失效误用失效受累性失效
2,按失效的形式及失效机理分类失效过量变形失效断裂失效模具局部断裂示意图表面损伤失效过量弹性变形失效过量塑性变形失效 模具的塑性变形蠕变超限韧性断裂脆性断裂疲劳断裂蠕变断裂应力腐蚀断裂表面磨损失效表面腐蚀失效接触疲劳失效模具局部断裂示意图返回整体断裂折断 劈裂模具的塑性变形冲头弯曲 冲头镦粗凹模模口胀大返回凹模的塌陷断裂的分类及其特征表面磨损失效
实际生产中使用的模具种类繁多，工作状态差别很大，失效的形式及机理各不相同。
磨粒磨损 幻灯片 13
粘着磨损 粘着磨损机理示意图疲劳磨损其它磨损气蚀磨损冲蚀磨损腐蚀磨损返回
找出失效原因，并提出防护措施
磨粒磨损机理示意图粘着磨损机理示意图
1.2、模具材料的作用和地位
模具是材料加工中的重要工艺装备
1、模具材料的作用
模具材料使用性能直接影响模具质量和使用寿命
模具材料工艺性能直接影响模具加工的难易、
加工质量和生产成本
2、模具材料的地位
模具材料是模具设计依据、制造的物质基础
模具材料的质量、性能、品种和供货是否及时，对模具的质量和使用寿命以及经济效益有着直接的重大影响。大量使用的模具材料为模具钢，年消耗量在 10万吨以上。
1.3、模具材料的应用和发展返回
60年代以来，我国研制出不少适合我国特点的新型高效模具钢，
如热作模具钢中的 3Cr3Mo3W2V,5Cr4W5Mo2V、
4CrMnSiMoV,4Cr2NiMoV,5Cr4Mo3SiMnVAl等，冷作模具中的 6Cr4W3Mo2VNb,7Cr7Mo3V2Si,7CrSiMnMoV、
6CrNiMnSiMoV等新钢种的采用，均获得提高模具寿命数倍的效果。如冷作模具钢选用 6Cr4W3Mo2VNb（ 65Nb）代替 T10、
Crl2MoV,W6Mo5Cr4V2等制作多工位冷镦机用的内六角凸模、
十字槽光凸模、螺栓切边模、冷镦螺栓顶楼、钢板弹簧冲孔凸模、
螺栓压角凸凹模、螺栓平圆头冲模，圆环冷冲模等；热作模具钢选用 3Cr3Mo3W2V（ HM1）代替 3CrW8V钢等制作轴承套圈的热冲压凸模和凹模、连杆辊锻成形模、小型机锻模等都显著提高了模具寿命。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的。
1.4、模具的表面处理技术与使用寿命
用 3CrW8V钢制造压铸、挤压模等，经调质并在
520～ 540℃ 渗氮 后,使用寿命比未经的模具提高
2～ 3倍。
而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果，
这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。在对模具整体强化的同时，还应采取各种手段对模具的表面进行强化和改性，使模具的表面得到有效的保护，提高模具的使用寿命。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用
模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，如：渗碳、
渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积 (TiN,TiC等 )、等离子喷涂等技术。
模具强化技术进一步发展。除原来已推广的电火花强化机外，又开发了电刷镀强化设备。
模具修复技术也有了进步。除电刷镀修复模具外，又引进和开发了多种脉冲焊接机，修复效果较好。
二、模具表面处理技术的发展趋势
随着科学技术的发展，新材料、新工艺将会层出不穷，作为一名从事模具设计与制造的中坚分子，应不断学习和更新自己的知识结构，将新技术、新工艺、新材料进行综合应用，提高模具的整体水平。
1.失效与使用寿命的概念
2.失效形式与机理本节重点复习思考,P25习题 2
本课程的性质、教学目标和要求
重点、难点,
1、模具材料的合理选用
2、模具材料处理技术的应用
教学目的要求,
1、了解模具常见的失效形式及当前模具材料的发展方向，明确模具材料及表面处理技术与模具使用性能、使用寿命、生产成本、经济效益之 间的关系；
2、掌握冷作模具、热作模具、塑料模具材料的常用牌号、性能特点、热处理及应用场合，并能合理地选择；
3、掌握模具表面处理方法并能正确选用。
,模具材料及处理技术,是模具设计与制造专业的一门专业限选课。本课程的任务是：在以前所学的知识基础上，讲授模具钢的特性与类别，冷作模具、热作模具材料、塑料模具钢、模具表面处理等内容。
