金属材料热处理课程设计说明书(凹模)

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1、《热处理工艺设计》课程设计报告报告题目：9Mn2V凹模热处理工艺设计作者所在系部：模具技术系作者所在班级：专接本132作者学号：20911323作者姓名：沈亚锋指导教师姓名：刘明全完成时间：2013-9-25第24页共24页1材料选择通过给出的技术要求（61～63HRC），所以要选择淬透性和淬硬性都比较好的材料作为该凹模的制作材料，经查阅相关资料有很多材料都适合作为冷作模具的材料，如9SiCr、Cr12MoV、9Mn2V、CrWMn等。下面对这四种不同的材料的比较如下：（1）化学成分（质量百分数：%）：化学成分CSiMnCrWVPS

2、9SiCr0.85～0.951.20～1.600.30～0.600.95～1.25≤0.030≤0.030Cr12MoV1.45～1.70≤0.40≤0.4011.00～12.500.15～0.30≤0.030≤0.0309Mn2V0.85～0.95≤0.401.70～2.000.10～0.25≤0.030≤0.030CrWMn0.90～1.05≤0.400.80～1.100.90～1.201.20～1.60≤0.030≤0.030（2）物理常数（近似值：℃）：临界点Ac1AcmAr1Ar3MsMf9SiCr770870730160

3、-30Cr12MoV83085575078523009Mn2V730760655690125CrWMn750940710260-50（3）淬透性：材料淬透性能回火硬度9SiCr淬透性较高，能达到60HRC的端淬距离为13mm58～65Cr12MoV淬透性高55～619Mn2V淬透性很高，能达到60HRC的端淬距离为13mm60～62CrWMn淬透性较高，20mm的能全部淬透并达到60HRC55～65综合以上所列出的各项数据显示，这些材料均能达到该零件的使用性能要求。但是根据实际成本和材料的化学成分来看，9Mn2V在符合要求的同时具有

4、整体优势。因为从热处理特点来看，9Mn2V的化学成分相对简单，且合金元素含量也不高，便于热处理；另外，从上述四种材料的物理参数看来，9Mn2V的临界点相对较低，应用到大批量生产上可以减少一部分能源的使用，第24页共24页这是一方面的优势。此外，对9Mn2V进行回火的时候还可以不用通过介质来进行加热。所以，在均能满足性能要求的前提下，9Mn2V非常符合制作这个凹模。9Mn2V的化学成分（质量百分数：%）如下表：CSiMnVPS0.85～0.95≤0.401.70～2.000.15～0.25≤0.030≤0.0309Mn2V的相关物理参

5、数(摄氏度：℃)如下表：Ac1AcmAr1Ar3Ms7307606556901252确定加工工艺路线序号工艺内容设备1下料棒料下料锯床2锻造将坯料锻成长方体3退火将锻件退火，以消除锻压造成的内应力，改善加工性能4粗铣铣各平面，厚度留磨削余量0.6mm，侧面留磨削余量0.4mm铣床5磨平面磨上、下平面（单面留磨量0.3mm）和相邻两侧面，保持各面相互垂直（用90°角尺检验）磨床6钳工划线划出对称中心，各个孔的位置，型孔的轮廓线7型孔粗加工在仿铣床上加工型孔，留单边加工余量0.15mm仿铣床8加工余孔及攻螺纹1）加工凹模上的余孔；2）对

6、指定的孔攻螺纹钻床9热处理保证61—63HRC10磨平面磨上、下平面及相邻两侧面至要求尺寸磨床11线切割按图切割型孔达到尺寸要求线切割机12钳工精修全面达到设计要求13检验3热处理工艺方法选择3.1模具的预备热处理为了消除毛坯的残留组织缺陷，有利于后续冷热处理，提高使用性能和寿命。冷作模具的预备热处理采用球化退火，因为球化退火可以第24页共24页获得满意的机械加工性能，并做好淬火前组织上的准备，球化退火组织对最终获得热处理后的强韧性、畸变、开裂倾向、耐磨性以及断裂韧度有显著的影响。球化温度应选在Ar1以上20～50℃为宜，要避免在退

7、火过程出现有残存的原片状碳化物或新的片状及棱角状碳化物，应保留许多未溶的细小碳化物颗粒以作为球化的结晶核心，保证能加速球化过程和形成均匀的球化体。球化退火的等温温度和保持时间要选择在不出现片状或片、球状混合组织，并有合适的球化速度范围为宜，保证能加速球化过程和形成均匀的球化体。3.2模具的最终热处理冷作模具的最终热处理是淬火＋低温回火。在冷作模具的热处理工艺过程中最重要的就是淬火和回火的处理，淬火是为了使冷作模具具有高的强度、硬度和耐磨等性能；回火主要是消除工件淬火时所产生的残余内应力，提高材料的塑性和韧性，获得良好的综合力学性能，

8、稳定工件尺寸，使钢的组织在工件使用过程中不再发生变化。淬火与低温回火相结合，则可以使模具具有高的强度、耐磨性、足够的强度和韧性以及一定的冲击性的配合，这使得冷作模具应具备高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳和不咬合等能力。淬火一般是