模具热处理实用手册

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 2CrWMn钢小型手表冲压模具的低温马氏体强韧化处理238
５ ７ 3W9Mo3Cr4V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 6Cr12MoV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 15CrNiMnMoVSCa(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 2Y55CrNiMnMoVS(SM1)、Y2CrNi3Al MnMoS(SM2)钢的塑料模具的热处理429
7 6 3SMRI 86型合金铸铁制玻璃模具的热处理430
7 6 48Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢制造电路印刷版冲裁模具430
7 6 512CrNi3A钢制对开胶木模的热处理431
7 6 6CrWMn钢模套热浴淬火432
7 6 7PMS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