第1章模具的分類與材料性能

1.1模具材料的分類及選用

1.1.1模具材料的分類

1.1.2模具材料的性能要求和選用原則

1. 1.3我國模具鋼的發展趨勢與要求

1. 2模具材料的主要力學性能指標

1 .2. 1模具材料的常規力學性能

1. 2. 2模具材料的特殊力學性能

1 .3常用模具材料的熱處理特性

1 .3. 1冷作模具鋼

1. 3. 2熱作模具鋼

1 .3 .3模具材料的熱處理對模具性能的影響

第2章預備熱處理對模具質量的影響

2 .1原始組織對機械加工性能的影響

2 .1 .1模具鋼的原材料冶金質量對模具的影響

2. 1 .2組織和硬度對於切削加工性的影響

2 .1 .3原始組織對淬火質量的影響

2. 1. 4冶金質量的影響

2. 2預備熱處理工藝方法

2 .2. 1退火

2. 2 .2調質處理

2. 2 .3正火與高溫回火

2 .2. 4擠壓毛坯對模具壽命以及終熱處理的影響

第3章鋼鐵材料的熱處理原理與基礎工藝

3. 1鋼鐵材料的熱處理原理

3. 1 .1奧氏體的形成過程和晶粒度

3 .1. 2鋼的過冷奧氏體轉變及其應用

3. 2鋼的熱處理基礎工藝

3 .2. 1鋼的退火和正火

3 .2 .2鋼的淬火和回火

3. 2. 3鋼的表面淬火與回火

3 .2. 4鋼的淬火方法和冷卻介質的選擇

3 .3不同類型鋼的熱處理

3 .3 .1結構鋼的熱處理

3 .3 .2彈簧鋼的熱處理

3 .3. 3軸承鋼的熱處理

3. 3. 4工具鋼的熱處理

3. 3. 5模具鋼的熱處理

3 .3.6量具鋼的熱處理

3 .3 .7鑄鐵的熱處理

3 .4熱處理缺陷分析及對策

3 .4 .1鋼的退火和正火缺陷分析與對策

3 .4. 2鋼的淬火和回火缺陷分析與對策

3. 5熱處理變形的校直方法

第4章冷作模具鋼的熱處理特點

4 .1冷作模具對模具鋼的要求

4 .1. 1冷作模具的材料選擇與熱處理

4 .1. 2冷作模具對模具鋼的基本要求

4. 2新型冷作模具鋼的性能與特點

4 .3低淬透性冷作模具鋼

4. 4低變形冷作模具鋼（低合金冷作模具鋼）

4 .5高耐磨微變形冷作模具鋼

4. 6高強度高耐磨冷作模具鋼(高速鋼)

4.7抗衝擊冷作模具鋼

4 .8高強韌性冷作模具鋼

4. 9高耐磨高韌性冷作模具鋼

4 .10特殊用途冷作模具鋼

第5章冷作模具熱處理

5 .1冷作模具的基本熱處理工藝

5 .1. 1冷作模具熱處理要點

5 .1. 2冷作模具的主要熱處理工藝

5 2衝裁模的熱處理

5. 2. 1冷衝裁模的工作過程與特點

5. 2. 2衝裁模的使用壽命與失效方式

5. 2. 3衝裁模的熱處理特點

5 .2 .4熱處理實踐

5. 3冷剪刃的熱處理

5 .3. 1冷剪刃的工作條件與特點

5 .3. 2冷剪刃用鋼的選擇與硬度

5. 3 .3冷剪刃的熱處理工藝特點

5. 3. 4熱處理實踐

5.4冷擠壓模的熱處理

5.4.1冷擠壓模的工作條件與要求

5. 4. 2模具的失效形式與產生原因

5. 4. 3冷擠壓模具材料的性能與選擇

5. 4. 4冷擠壓模具的熱處理特點

5 .4. 5模具熱處理實踐

5. 4. 6冷擠壓件與冷擠壓模具缺陷與失效原因分析

5 .5冷拉延（深）模的熱處理

5. 5. 1拉深模的工作條件與失效形式

5. 5. 2拉深模使用壽命

5 .5 .3選用材料與熱處理特點

5.5.6模具熱處理實踐

5 .6冷鐓模的熱處理

5 .6 .1工作條件與模具的組成

5 .6. 2冷鐓模的失效形式與技術要求

5. 6 .3冷鐓模的材料選用與熱處理特點

5 .6 .4冷鐓模的熱處理實踐

5 .7冷作模具熱處理典型實例

5.7 .1電機硅鋼片冷衝孔衝裁模的熱處理

5.7.2CrWMn鋼小型手表衝壓模具的低溫馬氏體強韌化處理

5.7.3W9Mo3Cr4V鋼制6105Q 20挺杆冷擠壓模具的熱處理

5.7.4軸承滾柱冷鐓凹模的熱處理

5. 7 .5螺紋壓制模具的熱處理

第6章熱作模具鋼及其熱處理

6. 1熱作模具鋼的性能要求

6.1.1熱作模具鋼的分類

6. 1. 2熱作模具的性能要求

6 .1. 3熱作模具鋼的選擇與應用

6 .2熱作模具鋼的熱處理特點

6. 2. 1低合金、高韌性熱作模具鋼（熱鍛模用鋼）

6 .2. 2中合金、高韌性熱作模具鋼（熱擠壓模用鋼）

6 .2.3高耐熱、中韌性鋼（壓鑄模等用鋼）

6 .2 .4高耐磨、高碳模具鋼（熱衝裁模用鋼）

6. 2. 5特殊用途熱作模具鋼

6 .3熱作模具的熱處理工藝

6 .3.1熱作模具鋼的一般熱處理工藝

6. 3. 2熱作模具的真空熱處理工藝參數

6 .3 .3模具的真空冷卻方式與特點

6 .4熱擠壓模具的熱處理

6 .4 .1熱擠壓模具的工作條件和技術要求

6. 4 .2熱擠壓模具的失效形式

6. 4. 3模具用鋼的選擇

6.4.4熱擠壓模具的熱處理

6 .4 .5改進熱處理工藝、提高熱擠壓模具的使用壽命

6 .4. 6擠壓金屬坯料的技術要求與缺陷分析

6 .4 .7部分擠壓模具熱處理工藝應用實例

6 .5壓鑄模具的熱處理

6 .5. 1壓鑄模的工作條件與性能要求

6 .5. 2壓鑄模具材料的選用

6 .5. 3壓鑄模的熱處理工藝

6. 5. 4提高壓鑄模使用壽命的途徑

6 .5. 5鋅合金、壓鑄銅合金、鋁、鎂合金壓鑄模的熱處理

6. 6熱鍛模具的熱處理

6 .6 .1工作條件與技術要求

6. 6 .2熱鍛模材料的特點

6. 6 .3熱鍛模的熱處理

6. 6 .4提高熱鍛模的使用壽命的途徑

6 .7熱錘鍛模具的熱處理

6 .7. 1熱錘鍛模的工作條件

6 .7. 2熱錘鍛模材料的選擇與模具失效形式

6. 7 .3錘鍛模的使用與維護修理

6 .7. 4延長鍛模使用壽命的途徑和相應的熱處理工藝

6 .8高速錘鍛模具的熱處理

6 .8. 1工作條件與技術要求

6 .8. 2模具用鋼的選擇

6 .8 .3高速錘鍛模的熱處理

6. 9熱衝裁模具的熱處理

6. 9 .1工作條件與失效形式

6 .9. 2模具材料選擇

6. 9 .3熱衝裁模的熱處理

6 .10熱切邊模具與熱鉚釘模具的熱處理

6 .10. 1工作條件與失效形式

6 .10 .2模具材料的選擇

6. 10. 3模具的熱處理

6 .11熱作模具熱處理典型實例

6 .11. 1鋁合金壓鑄模

6 .11. 2熱擠壓模

6 .11 .3氣門熱擠壓（鍛）模

6 .11. 4氣門嘴熱擠壓模的熱處理

6. 11. 5錘鍛模

6 .11 .6Cr12MoV鋼制切邊模的中溫淬火處理

第7章塑料模具鋼及其熱處理

7. 1塑料模具對模具鋼的性能要求

7. 1. 1塑料模具的分類

7 .1. 2塑料模具的工作條件

7. 1. 3塑料模具的失效形式

7 .1. 4塑料模具材料的性能要求

7. 2塑料模具鋼的熱處理特點

7 .3塑料模具鋼的選用

7 .3. 1塑料模具用鋼的成分、性能特點

7. 3 .2塑料模具用鋼的選擇原則、性能與應用特點

7 .4塑料模具的熱處理工藝規範

7 .4. 1塑料模具材料的熱處理技術要求

7 .4 .2塑料模具的加工流程

7.4 .3塑料模具的熱處理特點

7. 4. 4塑料模具的冷卻繫統

7 .5塑料模具的表面處理技術

7 .6塑料模具熱處理實例

7 .6 .15CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)鋼制造精密密封橡膠模和精密熱塑性塑料模的熱處理

7. 6. 2Y55CrNiMnMoVS(SM1)、Y2CrNi3Al MnMoS(SM2)鋼的塑料模具的熱處理

7 .6 .3SMRI 86型合金鑄鐵制玻璃模具的熱處理

7. 6. 48Cr2MnWMoVS(8Cr2S)鋼制造電路印刷版衝裁模具

7 .6 .512CrNi3A鋼制對開膠木模的熱處理

7. 6. 6CrWMn鋼模套熱浴淬火

7. 6 .7PMS鋼制磁帶內盒的熱處理

7 .6. 8粉末陶瓷凸模的熱處理

7. 6. 9線圈架塑料壓鑄模

第8章鑄鋼、鑄鐵與硬質合金等模具材料的熱處理

8. 1鑄鋼模具材料與熱處理

8 .2鑄鐵模具材料與熱處理

8 .2 .1灰口鑄鐵的性能與熱處理

8 .2. 2球墨鑄鐵的性能與熱處理

8. 2 .3蠕墨鑄鐵的性能與熱處理

8 .2 .4合金鑄鐵的性能與熱處理

8. 3模具用硬質合金與鋼結硬質合金的熱處理

8 .3. 1硬質合金的熱處理

8 .3. 2鋼結硬質合金的熱處理

8 .4非鐵金屬及合金模具材料與熱處理

第9章模具的表面處理技術

9 .1概述

9 .1. 1表面強化處理的類別

9.1 .2表面強化處理的作用或目的

9 .2模具表面的化學熱處理技術

9 .2. 1滲碳

9 .2 .2滲氮

9 .2 .3碳氮共滲與氮碳共滲

9 .2 .4滲硼與滲金屬

9. 2.5發黑（發藍）、磷化和蒸汽處理

9 .3模具表面的塗鍍技術

9. 3. 1電鍍

9 .3 .2電鍍刷

9 .3. 3化學鍍

9 .3. 4熱浸鍍

9 .4模具表面的氣相沉積技術

9 .4 .1化學氣相沉積（CVD）工藝

9. 4 .2物理氣相沉積（PVD）工藝

9. 5模具表面的其他處理技術

9. 5. 1熱噴塗（堆焊）

9 .5. 2激光表面合金化

9 .5. 3離子注入

9 .5. 4電火花表面強化

9 .5. 5電子束的表面強化

9. 5. 6噴丸表面強化

第10章預防模具早期失效的措施與方法

10. 1概述

10 .2模具結構設計合理性的影響

10 .2. 1模具的結構

10 .2. 2模具的工作間隙

10 .2. 3模具的結構剛度

10. 2 .4減輕模具的工作載荷

10 .2 .5熱作模具的結構要點

10 .3模具設計、制造和熱處理的注意事項

10 .3 .1模具的設計與制造過程

10 .3.2模具熱處理的注意事項

10 .4模具服役過程中的正確使用與維護條件

10 .5提高模具使用壽命的途徑與方法

10 .5 .1模具材料與強韌化措施

10 .5. 2提高模具使用壽命的途徑與手段

10 .5 .3提高模具壽命的措施與方法實例

第11章模具熱處理缺陷分析與對策

11.1模具失效的形式與原因

11 .2模具熱處理的缺陷種類與特點

11 .3一般模具熱處理的缺陷產生原因與對策

11 .3 .1軟點

11 .3 .2淬火裂紋

11 .3.3組織不合格

11. 3 .4硬度不合格

11. 3 .5表面氧化與脫碳

11 .3.6 表面腐蝕

11. 3. 7變形或畸變

11 .3. 8過熱和過燒

11. 4減少模具熱處理缺陷的基本措施

11 .5常見表面處理技術缺陷與對策

11. 5. 1滲碳缺陷分析與對策

11. 5 .2滲氮缺陷分析與對策

11. 5. 3氮碳與碳氮共滲缺陷分析與對策

第12章模具熱處理新技術的發展和應用

12 .1概述

12 .2真空熱處理

12. 2. 1真空熱處理的發展與特點

12 .2. 2 真空熱處理技術的發展趨勢

12. 3形變熱處理

12 .3 .1形變熱處理的類型與特點

12 .3. 2形變熱處理的工藝及應用

12. 4激光熱處理

12 .5電子束表面熱處理

第13章模具的熱處理質量控制與檢測

13 .1概述

13 .1 .1分析模具熱處理質量的方法

13 .1 .2模具熱處理質量的控制手段和方法

13 .2熱處理加熱過程與加熱介質

13 .3模具在加熱過程中的氧化脫碳及其控制方法

13. 3. 1氧化的原理

13. 3. 2脫碳的原理

13 .3. 3防止或減少氧化和脫碳的方法

13 .4熱處理的變形與開裂質量缺陷

13 .4 .1熱處理變形和開裂

13 .4. 2模具組織和力學性能不合格

13. 4 .3改進工藝減少模具熱處理缺陷的產生

13 .5部分模具鋼的不良組織表現形式與特征

13 .6 模具鋼的熱處理質量檢驗

13 .7模具熱處理用質量檢測設備和儀器

13 .7. 1無損探傷檢測設備

13 .7. 2硬度檢測設備

13. 7. 3抗拉強度檢測設備

13. 7 .4其他檢測設備

附錄A模具鋼牌號、代號與性能

附表1常見模具鋼國內外牌號對照

附表2國內外常見（研制的新型）模具鋼的代號與性能特點

附表3部分常見合金工具鋼的性能特點與主要用途

附錄B模具鋼的熱處理工藝參數

附表4常用塑料模具鋼的退火、正火、固溶處理規範

附表5模具鋼淬火加熱溫度、冷卻方式及淬火硬度

附表6模具鋼常見的冷卻方式、代號與應用情況

附表7常見模具鋼回火規範與硬度關繫

附表8常用碳素工具鋼的熱處理工藝規範

附表9碳素工具鋼的淬火冷卻方法

附表10常用合金工具鋼熱處理工藝規範

附表11高速鋼模具熱處理工藝規範

附表12部分熱作模具鋼回火工藝規範

附表13常用冷作模具鋼回火溫度與硬度的關繫

附表14冷作模具鋼的常規加熱繫數

附表15常用模具鋼氣體滲氮和氣體氮碳共滲工藝規範

附表16常用鋼的貝氏體等溫淬火的等溫溫度

附錄C硬度與強度、性能

附表17金屬布氏硬度（HBW/S）數值

附表18壓痕對角線長度與維氏硬度值（HV10）對照

附表19各種鋼的硬度與強度換算（GB/T1172-1999）

附表20低碳鋼的硬度與強度換算

附錄D其他

附表21各種熱處理工藝代號及技術條件的標注方法

附表22金屬熱加工常用符號與含義

參考文獻

模具工業為我國的基礎工業，模具是工業生產中的重要工業裝備，模具制造、熱處理技術水平以及使用水平是衡量一個國家工業水平的重要標志，故世界各國均致力於模具的研究與開發。模具以特定的結構與一定的加工方式完成零件的成形處理，從而實現零件的大批量與規範化作業，具有生產效率高、尺寸穩定性高、材料利用率高、表面缺陷低、制造成本低等特點，在汽車、航空、機電、電器、儀表、家電、兵器和日用產品等領域得到了廣泛的應用。經模具加工而成形零件的材質眾多，從黑色金屬、有色金屬到非金屬（包括塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等）材料，它們的性能、結構、尺寸精度、產量等有較大的差異，這對於模具材料的選用、過程加工、熱處理等提出了相應的技術要求，因此，如何滿足模具的設計與使用壽命指標，已成為評價我國模具熱處理工藝人員素質與技術水平的標志。


   
結合我國的具體模具的性能要求，采用正確和先進的熱處理技術與工藝，可以限度充分發揮模具材料的潛能，加上使用過程中進行必要的內應力的消除等保護性措施，可確保延長模具的使用壽命，實現模具的高精度與長期工作需要。目前我國模具的制造水平和使用壽命與發達國家相比還有很大的差距，模具的使用壽命隻有國外的1/5～1/2
，模具的失效因素中，因材料與熱處理的原因占了70%左右。另外，我國模具行業的設計與熱處理人纔青黃不接，設備與技術落後，也制約了模具工業的快速發展。因此提高我國模具的設計制造與熱處理水平，是當務之急，也是我國模具從生產大國向強國進步的基礎，這將有助於推動國民經濟的發展。


   
隨著科學技術的飛速發展，我國模具的熱處理技術與工藝有了長足的進步，各種先進的熱處理設備與工藝得到了較為廣泛的應用，真空爐、流態化粒子爐、離子爐、可控氣氛爐等已經普及，各種強韌化工藝和表面改性處理技術的推廣，大大提高了模具的質量與模具的使用壽命，正縮短著我國與發達國家在模具領域的差距。


   
國內介紹模具材料的書籍較多，但對於模具的熱處理則缺乏從模具選材、鍛造、預備熱處理、過程加工、終熱處理以及缺陷的預防等提出針對性措施的書籍。本書重點介紹模具的熱處理技術與方法，同時介紹國內外傳統和研制的模具鋼性能與熱處理工藝特點，為模具設計與熱處理工藝人員等提供有益的參考。