在很多東西的生產(chǎn)加工過程中都需要用到模具，模具的種類有很多，在現(xiàn)階段，模具是一種很重要的加工工藝裝備，也是我國制造業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文是一篇熱加工工藝期刊投稿的論文范文，主要論述了模具材料與熱處理工藝選擇問題研究。
　　【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和不斷提高，模具材料的熱處理工藝的選擇問題得到了很好的解決。近幾年，我國模具行業(yè)發(fā)展迅速，不過模具材料的水平和熱處理工藝跟發(fā)達(dá)國家相比，還有很大的差距。目前模具市場的競爭非常激烈，如何提高模具的生產(chǎn)質(zhì)量和減少產(chǎn)生周期是一個(gè)很重要的問題。延長模具的性能會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從理論上講，模具的性能主要包括精度和表面光潔度。

　　【關(guān)鍵詞】模具材料,熱處理工藝,問題研究

　　隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對模具材料的性能要求越來越高，對模具材料的需求也相應(yīng)的增加。模具材料的性能好壞決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。而模具的壽命對于加工效率和成本也有非常大的影響。從理論上講，模具的失效分為工作失效和偶然失效，工作失效指的是模具在正常工作時(shí)發(fā)生破損而導(dǎo)致模具壽命的結(jié)束。偶然失效指的是模具由于設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤從而導(dǎo)致模具過早的破損。影響模具壽命的因素包括五點(diǎn)：第一熱處理不當(dāng)，占百45%[1]。第二，選材不當(dāng)導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)的不合理，占25%。第三，工藝問題，占大約10%。第四，潤換問題導(dǎo)致設(shè)備損壞，占大約20%。由此可見，模具材料與熱處理之間的關(guān)系是影響模具壽命最主要的因素。解決熱處理工藝問題是增加模具壽命的關(guān)鍵。

　　1 模具材料簡介

　　1.1 冷作模具材料

　　在模具材料中，冷作模具的種類一般比較多，而且形狀結(jié)構(gòu)的差異也比較大。這種模具材料的工作條件和性能不是很相同。因此，在選擇冷作模具時(shí)候，要進(jìn)行綜合的考慮，才能發(fā)揮材料的功能。目前，我國常用的冷作模具材料主要分為四大類：高速鋼、硬質(zhì)合金、碳素工具鋼和合金工具鋼[2]。

　　1.2 熱作模具材料

　　在模具材料中，熱作模具的選用比較苛刻，熱作模具通常要在600℃左右的高溫下進(jìn)行工作，因此對于模具材料的選擇有更高的要求，模具材料的強(qiáng)度，硬度，耐磨性和抗冷熱疲勞度都要很好。此外，模具材料還要具備抗氧化性和抗腐蝕性。為了更好地適應(yīng)先進(jìn)的加工技術(shù)，很多新設(shè)備對于模具材料的韌性也做出了比較高的要求，隨著一些新型熱加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，新型模具材料也應(yīng)運(yùn)而生。例如，鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和難熔合金用來做高溫的熱作模具材料[3]。

　　1.3 塑料模具材料

　　隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，塑料模具已經(jīng)成為了非常重要的工業(yè)原料。近年來，塑料制品越來越多，因此用于制品的塑料模具消耗量也很多。與傳統(tǒng)的冷作和熱作模具相比，塑料模具的性能更為特殊。塑料模具具有較高的硬度，一般的耐磨性和足夠的深化深度。此外，塑料模具還有較低的耐熱性，在200℃-250℃的溫度下工作，塑料模具不變形，不養(yǎng)化，穩(wěn)定性很好。最后，塑料模具的耐腐蝕性比熱作和冷作模具要好很多。

　　1.4 玻璃模具材料

　　玻璃模具材料是一種新型的模具，目前，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，很多大型公司都在研制性能更好的玻璃模具材料來代替其他模具[4]。

　　2 冷作模具材料及其熱處理的選擇

　　對于冷作模具來講，其使用壽命與模具的硬度，強(qiáng)度和耐磨性有很大的關(guān)系。因此，對于冷作模具的熱處理工藝要求很高。對于冷作模具材料的主要性能要求是：首先要有很好的耐磨性，高強(qiáng)度和足夠的韌性;其次要具有很好的抗疲勞性，抗擦傷性以及咬合性。

　　2.1 低淬透性冷作模具鋼及其熱處理

　　滿足以上性能要求的冷作模具材料包括低淬透性冷作模具鋼，低變形冷作模具鋼和高合金工具鋼等。在低淬透性冷作模具鋼中使用最多的是碳素工具鋼，其主要特點(diǎn)是含碳量比較高，耐熱性比較好，可以在臨界迅速地冷卻并產(chǎn)生熱應(yīng)力的變形，這種變形可以主導(dǎo)模具的收縮方向。碳素工具鋼的含碳量越高，其收縮量也就越大[5]。

　　除此之外，碳素工具鋼的收縮會(huì)導(dǎo)致模具內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力必須通過回火或者其他的方法進(jìn)行消除。當(dāng)然對于這種變形量的大小也要受到模具截面尺寸和淬火加熱溫度的影響。因此，影響低淬透性冷作模具鋼冷作模具壽命的主要因素就是淬火的工藝。

　　2.2 低變形冷作模具鋼及其熱處理

　　對于低變形冷作模具鋼來講，其主要是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上添加少量的合金元素發(fā)展起來的。其中CrWMn是典型的鋼種，這種鋼結(jié)構(gòu)具有很好的高淬透性。并且在淬火的時(shí)候不需要進(jìn)行強(qiáng)烈的冷卻，淬火的變形量也比碳素工具鋼要明顯減少。但是，這類鋼的變形也同樣受到淬火加熱溫度和模具截面尺寸的影響。低變形冷作模具鋼淬火溫度在選擇的時(shí)候，由于鎢形式碳化物，這種鋼在淬火低溫回火時(shí)都具有很多的碳化物，并且具有很高的硬度。當(dāng)采用800℃進(jìn)行加熱淬火時(shí)，可以得到較高的硬度(63HRC)，還可以獲得較高的抗彎強(qiáng)度和韌性。如果繼續(xù)提高淬火溫度時(shí)，低變形冷作模具鋼的硬度就會(huì)慢慢地降低，而且抗彎強(qiáng)度也會(huì)降低。當(dāng)淬火溫度大于850℃時(shí)，硬度不斷開始下降。所以，為了減少低變形冷作模具鋼的變形量和提高耐磨性，淬火的溫度不宜過高[6]。

　　2.3 高合金工具鋼及其熱處理

　　對于高合金工具鋼來講，其主要性能與碳素工具鋼有一定的區(qū)別，高合金工具鋼的高強(qiáng)度和耐磨性都比碳素工具鋼要好很多。高合金工具鋼的含碳量很高，同時(shí)還具有大量的碳化物元素，因此高合金工具鋼具有很高的淬透性、耐磨性和熱硬性。高合金工具鋼在淬火時(shí)候不需要進(jìn)行快速的冷卻，因此產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力比較小。

　　高合金鋼模具的淬火溫度的選擇，首先要考慮控制淬火的變形。而冷卻的方法則要根據(jù)模具的具體要求和情況而定。高合金工具鋼的回火抗力很高，因此，在回火的時(shí)候很容易導(dǎo)致馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變，這兩種轉(zhuǎn)變和分解都會(huì)影響模具尺寸的變形。因此高合金工具鋼一般都采用低溫淬火和低溫回火。這樣可以很好地獲得高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性。此外，在模具材料生產(chǎn)過程中，要根據(jù)模具的工作條件來確定何種方法淬火和回火。

　　結(jié)語

　　在整個(gè)模具制造行業(yè)中，模具的材料是其物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)的基礎(chǔ)。模具材料性能的好壞時(shí)時(shí)刻刻影響著模具的壽命。因此要提高模具的壽命必須要對模具進(jìn)行熱處理，模具的熱處理工藝是保證模具性能的重要過程，與模具的壽命息息相關(guān)。如果模具材料的熱處理工藝不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致模具性能不良，例如模具的韌性，冷熱疲勞性能和抗磨損性能的下降。從而嚴(yán)重地影響模具的工作壽命，還會(huì)降低產(chǎn)品的質(zhì)量。因此。對于不同的冷沖模具應(yīng)該選擇不同的模具材料以及相應(yīng)的熱處理工藝。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]劉登發(fā)，雷根成.模具材料及熱處理工藝對模具壽命影響分析與研究[J].模具技術(shù)，2008(2).

　　[2]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專業(yè)學(xué)會(huì)《熱處理手冊》編委會(huì).熱處理手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

　　[3]陳雪菊，張超，陳慧.模具材料及其熱處理對冷沖模具壽命的影響[J].科技信息，2004(2).

　　[4]李強(qiáng).3Cr2W8V熱作模具鋼熱處理工藝和性能研究[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2010(4).

　　[5]樓程華，孔凡志，姚建華等.半導(dǎo)體激光熔覆高硬度鐵基合金的耐磨性能研宄[J].應(yīng)用激光，2010，30(6)：470-474.
　　相關(guān)期刊簡介：《熱加工工藝》雜志創(chuàng)刊于1972年，1986年公開發(fā)行，2004年以前為雙月刊，2004年起改為月刊，2006年起改為半月刊。本刊由國家科委批準(zhǔn)，中國船舶重工集團(tuán)公司主管，熱加工工藝研究所和中國造船工程學(xué)會(huì)船舶材料學(xué)術(shù)委員會(huì)主辦，是全國性熱加工技術(shù)期刊。本刊刊登的論文涵蓋鑄造、鍛壓、焊接、金屬材料及熱處理等領(lǐng)域，欄目設(shè)置有試驗(yàn)與研究、金屬材料、復(fù)合材料、鑄造技術(shù)、鍛壓技術(shù)、焊接技術(shù)、熱處理技術(shù)、失效分析、模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用等，為了適應(yīng)不同專業(yè)人員的閱讀要求，本刊從2006年元月起改為半月刊，并將雜志內(nèi)容按專業(yè)分為金屬鑄鍛焊技術(shù)和材料熱處理技術(shù)，每月上、下半月分別出版。

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