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第1章 模具的分类与材料性能1

1.1模具材料的分类及选用1

1.1.1模具材料的分类1

1.1.2模具材料的性能要求和选用原则4

1.1.3我国模具钢的发展趋势与要求5

1.2模具材料的主要力学性能指标6

1.2.1模具材料的常规力学性能6

1.2.2模具材料的特殊力学性能8

1.3常用模具材料的热处理特性10

1.3.1冷作模具钢10

1.3.2热作模具钢12

1.3.3模具材料的热处理对模具性能的影响14

第2章 预备热处理对模具质量的影响16

2.1原始组织对机械加工性能的影响16

2.1.1模具钢的原材料冶金质量对模具的影响16

2.1.2组织和硬度对于切削加工性的影响17

2.1.3原始组织对淬火质量的影响17

2.1.4冶金质量的影响18

2.2预备热处理工艺方法18

2.2.1退火19

2.2.2调质处理22

2.2.3正火与高温回火25

2.2.4挤压毛坯对模具寿命以及最终热处理的影响27

第3章 钢铁材料的热处理原理与基础工艺30

3.1钢铁材料的热处理原理30

3.1.1奥氏体的形成过程和晶粒度30

3.1.2钢的过冷奥氏体转变及其应用33

3.2钢的热处理基础工艺37

3.2.1钢的退火和正火37

3.2.2钢的淬火和回火40

3.2.3钢的表面淬火与回火51

3.2.4钢的淬火方法和冷却介质的选择58

3.3不同类型钢的热处理67

3.3.1结构钢的热处理67

3.3.2弹簧钢的热处理69

3.3.3轴承钢的热处理71

3.3.4工具钢的热处理73

3.3.5模具钢的热处理78

3.3.6量具钢的热处理79

3.3.7铸铁的热处理80

3.4热处理缺陷分析及对策86

3.4.1钢的退火和正火缺陷分析与对策86

3.4.2钢的淬火和回火缺陷分析与对策87

3.5热处理变形的校直方法90

第4章 冷作模具钢的热处理特点92

4.1冷作模具对模具钢的要求92

4.1.1冷作模具的材料选择与热处理92

4.1.2冷作模具对模具钢的基本要求94

4.2新型冷作模具钢的性能与特点96

4.3低淬透性冷作模具钢97

4.4低变形冷作模具钢（低合金冷作模具钢）117

4.5高耐磨微变形冷作模具钢122

4.6高强度高耐磨冷作模具钢（高速钢）139

4.7抗冲击冷作模具钢146

4.8高强韧性冷作模具钢152

4.9高耐磨高韧性冷作模具钢173

4.10特殊用途冷作模具钢176

第5章 冷作模具热处理185

5.1冷作模具的基本热处理工艺185

5.1.1冷作模具热处理要点185

5.1.2冷作模具的主要热处理工艺185

5.2冲裁模的热处理187

5.2.1冷冲裁模的工作过程与特点187

5.2.2冲裁模的使用寿命与失效方式188

5.2.3冲裁模的热处理特点189

5.2.4热处理实践195

5.3冷剪刃的热处理202

5.3.1冷剪刃的工作条件与特点202

5.3.2冷剪刃用钢的选择与硬度202

5.3.3冷剪刃的热处理工艺特点203

5.3.4热处理实践206

5.4冷挤压模的热处理207

5.4.1冷挤压模的工作条件与要求207

5.4.2模具的失效形式与产生原因209

5.4.3冷挤压模具材料的性能与选择210

5.4.4冷挤压模具的热处理特点211

5.4.5模具热处理实践212

5.4.6冷挤压件与冷挤压模具缺陷与失效原因分析217

5.5冷拉延（深）模的热处理224

5.5.1拉深模的工作条件与失效形式224

5.5.2拉深模使用寿命225

5.5.3选用材料与热处理特点226

5.5.4模具热处理实践228

5.6冷镦模的热处理228

5.6.1工作条件与模具的组成228

5.6.2冷镦模的失效形式与技术要求229

5.6.3冷镦模的材料选用与热处理特点229

5.6.4冷镦模的热处理实践231

5.7冷作模具热处理典型实例235

5.7.1电机硅钢片冷冲孔冲裁模的热处理235

5.7.2 CrWMn钢小型手表冲压模具的低温马氏体强韧化处理238

5.7.3 W9Mo3Cr4V钢制6105Q-20挺杆冷挤压模具的热处理239

5.7.4轴承滚柱冷镦凹模的热处理242

5.7.5螺纹压制模具的热处理244

第6章 热作模具钢及其热处理255

6.1热作模具钢的性能要求255

6.1.1热作模具钢的分类255

6.1.2热作模具的性能要求256

6.1.3热作模具钢的选择与应用258

6.2热作模具钢的热处理特点262

6.2.1低合金、高韧性热作模具钢（热锻模用钢）262

6.2.2中合金、高韧性热作模具钢（热挤压模用钢）271

6.2.3高耐热、中韧性钢（压铸模等用钢）287

6.2.4高耐磨、高碳模具钢（热冲裁模用钢）296

6.2.5特殊用途热作模具钢296

6.3热作模具的热处理工艺303

6.3.1热作模具钢的一般热处理工艺304

6.3.2热作模具的真空热处理工艺参数304

6.3.3模具的真空冷却方式与特点307

6.4热挤压模具的热处理308

6.4.1热挤压模具的工作条件和技术要求308

6.4.2热挤压模具的失效形式309

6.4.3模具用钢的选择310

6.4.4热挤压模具的热处理311

6.4.5改进热处理工艺、提高热挤压模具的使用寿命315

6.4.6挤压金属坯料的技术要求与缺陷分析318

6.4.7部分挤压模具热处理工艺应用实例327

6.5压铸模具的热处理332

6.5.1压铸模的工作条件与性能要求332

6.5.2压铸模具材料的选用333

6.5.3压铸模的热处理工艺334

6.5.4提高压铸模使用寿命的途径340

6.5.5锌合金、压铸铜合金、铝、镁合金压铸模的热处理341

6.6热锻模具的热处理344

6.6.1工作条件与技术要求344

6.6.2热锻模材料的特点345

6.6.3热锻模的热处理345

6.6.4提高热锻模的使用寿命的途径351

6.7热锤锻模具的热处理353

6.7.1热锤锻模的工作条件353

6.7.2热锤锻模材料的选择与模具失效形式353

6.7.3锤锻模的使用与维护修理357

6.7.4延长锻模使用寿命的途径和相应的热处理工艺358

6.8高速锤锻模具的热处理359

6.8.1工作条件与技术要求359

6.8.2模具用钢的选择359

6.8.3高速锤锻模的热处理359

6.9热冲裁模具的热处理361

6.9.1工作条件与失效形式361

6.9.2模具材料选择361

6.9.3热冲裁模的热处理362

6.10热切边模具与热铆钉模具的热处理364

6.10.1工作条件与失效形式364

6.10.2模具材料的选择365

6.10.3模具的热处理365

6.11热作模具热处理典型实例367

6.11.1铝合金压铸模367

6.11.2热挤压模372

6.11.3气门热挤压（锻）模373

6.11.4气门嘴热挤压模的热处理378

6.11.5锤锻模379

6.11.6 Cr12MoV钢制切边模的中温淬火处理384

第7章 塑料模具钢及其热处理385

7.1塑料模具对模具钢的性能要求385

7.1.1塑料模具的分类385

7.1.2塑料模具的工作条件385

7.1.3塑料模具的失效形式386

7.1.4塑料模具材料的性能要求388

7.2塑料模具钢的热处理特点389

7.3塑料模具钢的选用390

7.3.1塑料模具用钢的成分、性能特点392

7.3.2塑料模具用钢的选择原则、性能与应用特点417

7.4塑料模具的热处理工艺规范420

7.4.1塑料模具材料的热处理技术要求420

7.4.2塑料模具的加工流程422

7.4.3塑料模具的热处理特点422

7.4.4塑料模具的冷却系统426

7.5塑料模具的表面处理技术427

7.6塑料模具热处理实例427

7.6.1 5CrNiMnMoVSCa （5NiSCa）钢制造精密密封橡胶模和精密热塑性塑料模的热处理427

7.6.2 Y55CrNiMnMoVS （SM1）、 Y2CrNi3A1-MnMoS （SM2）钢的塑料模具的热处理429

7.6.3 SMRI-86型合金铸铁制玻璃模具的热处理430

7.6.4 8Cr2MnWMoVS （8Cr2S）钢制造电路印刷版冲裁模具430

7.6.5 12CrNi3A钢制对开胶木模的热处理431

7.6.6 CrWMn钢模套热浴淬火432

7.6.7 PMS钢制磁带内盒的热处理432

7.6.8粉末陶瓷凸模的热处理433

7.6.9线圈架塑料压铸模434

第8章 铸钢、铸铁与硬质合金等模436

具材料的热处理436

8.1铸钢模具材料与热处理436

8.2铸铁模具材料与热处理439

8.2.1灰口铸铁的性能与热处理439

8.2.2球墨铸铁的性能与热处理440

8.2.3蠕墨铸铁的性能与热处理441

8.2.4合金铸铁的性能与热处理442

8.3模具用硬质合金与钢结硬质合金的热处理444

8.3.1硬质合金的热处理444

8.3.2钢结硬质合金的热处理446

8.4非铁金属及合金模具材料与热处理449

第9章 模具的表面处理技术453

9.1概述453

9.1.1表面强化处理的类别453

9.1.2表面强化处理的作用或目的455

9.2模具表面的化学热处理技术455

9.2.1渗碳455

9.2.2渗氮457

9.2.3碳氮共渗与氮碳共渗459

9.2.4渗硼与渗金属462

9.2.5发黑（发蓝）、磷化和蒸汽处理465

9.3模具表面的涂镀技术471

9.3.1电镀471

9.3.2电镀刷471

9.3.3化学镀473

9.3.4热浸镀474

9.4模具表面的气相沉积技术474

9.4.1化学气相沉积（CVD）工艺475

9.4.2物理气相沉积（PVD）工艺478

9.5模具表面的其他处理技术480

9.5.1热喷涂（堆焊）480

9.5.2激光表面合金化482

9.5.3离子注入482

9.5.4电火花表面强化483

9.5.5电子束的表面强化484

9.5.6喷丸表面强化484

第10章 预防模具早期失效的措施与方法486

10.1概述486

10.2模具结构设计合理性的影响486

10.2.1模具的结构486

10.2.2模具的工作间隙489

10.2.3模具的结构刚度489

10.2.4减轻模具的工作载荷490

10.2.5热作模具的结构要点491

10.3模具设计、制造和热处理的注意事项491

10.3.1模具的设计与制造过程491

10.3.2模具热处理的注意事项496

10.4模具服役过程中的正确使用与维护条件497

10.5提高模具使用寿命的途径与方法501

10.5.1模具材料与强韧化措施501

10.5.2提高模具使用寿命的途径与手段513

10.5.3提高模具寿命的措施与方法实例515

第11章 模具热处理缺陷分析与对策520

11.1模具失效的形式与原因520

11.2模具热处理的缺陷种类与特点520

11.3一般模具热处理的缺陷产生原因与对策523

11.3.1软点523

11.3.2淬火裂纹523

11.3.3组织不合格524

11.3.4硬度不合格525

11.3.5表面氧化与脱碳526

11.3.6表面腐蚀527

11.3.7变形或畸变527

11.3.8过热和过烧530

11.4减少模具热处理缺陷的基本措施531

11.5常见表面处理技术缺陷与对策532

11.5.1渗碳缺陷分析与对策532

11.5.2渗氮缺陷分析与对策534

11.5.3氮碳与碳氮共渗缺陷分析与对策536

第12章 模具热处理新技术的发展和应用542

12.1概述542

12.2真空热处理542

12.2.1真空热处理的发展与特点542

12.2.2真空热处理技术的发展趋势544

12.3形变热处理544

12.3.1形变热处理的类型与特点545

12.3.2形变热处理的工艺及应用548

12.4激光热处理549

12.5电子束表面热处理551

第13章 模具的热处理质量控制与检测553

13.1概述553

13.1.1分析模具热处理质量的方法553

13.1.2模具热处理质量的控制手段和方法553

13.2热处理加热过程与加热介质554

13.3模具在加热过程中的氧化脱碳及其控制方法555

13.3.1氧化的原理556

13.3.2脱碳的原理556

13.3.3防止或减少氧化和脱碳的方法557

13.4热处理的变形与开裂质量缺陷558

13.4.1热处理变形和开裂558

13.4.2模具组织和力学性能不合格572

13.4.3改进工艺减少模具热处理缺陷的产生575

13.5部分模具钢的不良组织表现形式与特征576

13.6模具钢的热处理质量检验582

13.7模具热处理用质量检测设备和仪器589

13.7.1无损探伤检测设备589

13.7.2硬度检测设备590

13.7.3抗拉强度检测设备596

13.7.4其他检测设备596

附录A模具钢牌号、代号与性能597

附表1常见模具钢国内外牌号对照597

附表2国内外常见（研制的新型）模具钢的代号与性能特点598

附表3部分常见合金工具钢的性能特点与主要用途603

附录B模具钢的热处理工艺参数605

附表4常用塑料模具钢的退火、正火、固溶处理规范605

附表5模具钢淬火加热温度、冷却方式及淬火硬度606

附表6模具钢常见的冷却方式、代号与应用情况607

附表7常见模具钢回火规范与硬度关系608

附表8常用碳素工具钢的热处理工艺规范609

附表9碳素工具钢的淬火冷却方法609

附表10常用合金工具钢热处理工艺规范609

附表11高速钢模具热处理工艺规范610

附表12部分热作模具钢回火工艺规范611

附表13常用冷作模具钢回火温度与硬度的关系611

附表14冷作模具钢的常规加热系数612

附表15常用模具钢气体渗氮和气体氮碳共渗工艺规范612

附表16常用钢的贝氏体等温淬火的等温温度612

附录C硬度与强度、性能613

附表17金属布氏硬度（HBW/S）数值613

附表18压痕对角线长度与维氏硬度值（HV10）对照614

附表19各种钢的硬度与强度换算（GB/T 1172—1999）618

附表20低碳钢的硬度与强度换算620

附录D其他622

附表21各种热处理工艺代号及技术条件的标注方法622

附表22金属热加工常用符号与含义623

参考文献624