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第1章 模具材料的常规热处理 1

1.1模具钢的预先热处理 1

1.1.1正火的应用 1

1.1.2球化退火 2

1.1.3调质处理 3

1.1.4去应力退火 4

1.2冷作模具钢的热处理 4

1.2.1冷作模具钢的热处理特点和要求 5

1.2.2非合金冷作模具钢的热处理 5

1.2.3低合金冷作模具钢的热处理 6

1.2.4高铬和中铬冷作模具钢的热处理 7

1.2.5高速钢的热处理 12

1.2.6基体钢的热处理 14

1.2.7粉末冶金工模具钢的热处理 14

1.2.8硬质合金及钢结硬质合金的热处理 16

1.3热作模具钢的热处理 21

1.3.1锤锻模具钢的热处理 21

1.3.2热挤压模具钢的热处理 25

1.3.3压铸模具钢的热处理 29

1.4塑料模具钢的热处理 31

1.4.1塑料模具钢热处理的工艺要点 31

1.4.2普通型塑料模具钢的热处理 33

1.4.3预硬型塑料模具钢的热处理 34

1.4.4时效硬化型塑料模具钢的热处理 36

1.4.5耐蚀塑料模具钢的热处理 37

参考文献 37

第2章 模具的化学热处理 39

2.1模具的渗碳及碳氮共渗 39

2.1.1渗碳和碳氮共渗的工艺特点 39

2.1.2气体渗碳 40

2.1.3.其他渗碳工艺 46

2.1.4碳氮共渗 46

2.1.5渗碳与碳氮共渗工艺在模具中的应用实例 48

2.2模具的渗氮及氮碳共渗 50

2.2.1渗氮与氮碳共渗的技术特点 50

2.2.2渗氮层的组成相和组织 51

2.2.3气体渗氮 53

2.2.4离子渗氮 56

2.2.5氮碳共渗 58

2.2.6渗氮与氮碳共渗工艺在工模具中的应用实例 59

2.3模具的渗硼 63

2.3.1渗硼及其技术特点 63

2.3.2关于渗硼剂的设计 65

2.3.3渗硼过程中的化学反应 66

2.3.4渗硼工艺参数的选择 67

2.3.5模具渗硼工艺的发展趋势 68

2.3.6渗硼及含硼多元渗在模具中的应用 69

2.4模具的盐浴渗金属 71

2.4.1盐浴渗金属工艺的技术特点 71

2.4.2盐浴的组成和一般处理工艺 72

2.4.3盐浴渗金属工艺在模具中的应用 74

参考文献 75

第3章 模具的真空热处理 77

3.1真空热处理条件下钢的加热 77

3.1.1钢在真空环境下加热的特点 77

3.1.2钢在真空加热时应注意的问题 80

3.2真空气冷淬火 83

3.2.1淬火气体介质的选择 83

3.2.2提高气体冷却能力的方法 84

3.2.3真空高压气冷淬火技术 85

3.2.4真空气淬在模具中的应用 88

3.3真空油冷淬火 91

3.3.1真空淬火油的冷却特性 91

3.3.2油面压强对真空淬火油特性的影响 92

3.3.3油面压强的选择及油淬时的充气 92

3.3.4真空淬火油的使用与维护 94

3.3.5工模具钢油冷淬火应注意的问题 95

3.3.6模具真空油冷淬火工艺实例 95

3.4真空渗碳 97

3.4.1真空渗碳的工艺特点 97

3.4.2真空渗碳技术应用时应注意的问题 98

3.4.3真空渗碳工艺 99

3.4.4真空渗碳技术在模具中的应用实例 101

3.5真空渗氮与氮碳共渗 104

3.5.1真空渗氮 104

3.5.2真空氮碳共渗 105

参考文献 107

第4章 模具的可控气氛热处理 108

4.1热处理可控气氛的基本原理 108

4.1.1可控气氛的分类和选用 108

4.1.2钢在可控气氛中实现无氧化加热的条件 110

4.1.3气氛中的碳势控制原理 112

4.1.4碳势的测量与控制方法 114

4.2可控气氛密封箱式多用炉技术 116

4.2.1密封箱式多用炉的结构及多用炉生产线 116

4.2.2典型密封箱式多用炉 118

4.3可控气氛底装料立式多用炉技术 121

4.3.1底装料立式多用炉的结构和生产线 122

4.3.2底装料立式多用炉的控制系统 124

4.3.3底装料立式多用炉对模具强化工艺的适用性 125

4.3.4底装料立式多用炉模具热处理实例 128

参考文献 129

第5章 模具的热喷涂技术 131

5.1概论 131

5.1.1热喷涂的技术特点 131

5.1.2热喷涂分类 132

5.1.3热喷涂材料 132

5.1.4模具热喷涂涂层的设计 134

5.2火焰喷涂 134

5.2.1线材火焰喷涂 135

5.2.2粉末火焰喷涂 136

5.3爆炸喷涂 137

5.3.1爆炸喷涂的原理 138

5.3.2爆炸喷涂工艺 138

5.3.3爆炸喷涂的涂层特性 139

5.4电弧喷涂 141

5.4.1电弧喷涂的原理 141

5.4.2电弧喷涂的技术特点 141

5.4.3超声速电弧喷涂技术 142

5.5等离子喷涂 142

5.5.1等离子喷涂的原理及特点 143

5.5.2低压等离子喷涂 144

5.6陶瓷及金属陶瓷热喷涂耐磨涂层 145

5.6.1概述 145

5.6.2涂层设计 147

5.6.3纳米结构WC-Co涂层与微米—纳米结构复合涂层 149

5.6.4陶瓷涂层的制备工艺 151

5.7热喷涂技术在工模具产业中的应用 152

5.7.1在各种轧辊、炉辊上的应用 152

5.7.2在模具强化方面的应用 155

5.7.3热喷涂用于模具制造 157

参考文献 158

第6章 激光束模具材料表面改性 160

6.1概述 160

6.1.1激光及其特性 160

6.1.2激光与金属表面的作用 163

6.1.3激光表面改性的种类和特点 164

6.2激光相变硬化 165

6.2.1激光相变硬化工艺 166

6.2.2激光相变硬化层的性能 167

6.2.3激光相变硬化机理 168

6.3激光表面合金化 169

6.3.1激光表面合金化的技术特点 169

6.3.2激光表面合金化工艺 170

6.3.3激光表面合金化层的显微组织特征 172

6.3.4激光表面合金化层的力学性能 172

6.4激光表面熔覆 172

6.4.1熔覆的材料与工艺问题 173

6.4.2激光熔覆显微组织 173

6.4.3激光熔覆层的性能 174

6.5其他激光表面改性技术 176

6.5.1激光熔凝 176

6.5.2激光非晶化处理 177

6.5.3激光冲击硬化 177

6.6激光表面改性技术在模具中的应用 177

参考文献 183

第7章 工模具的离子注入表面强化 184

7.1离子注入的基本原理和技术特点 184

7.1.1离子注入的基本原理 184

7.1.2离子注入的技术特点 185

7.2用于表面改性的离子注入机及离子注入工艺参数 186

7.2.1金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）离子注入机 186

7.2.2气体—金属混合离子源（TITAN）离子注入机 187

7.2.3等离子源离子注入机 188

7.2.4离子束辅助沉积系统 189

7.2.5离子注入的工艺参数 190

7.3工模具材料离子注入的改性效果 190

7.3.1离子注入提高工模具材料的表面硬度与耐磨性 191

7.3.2离子注入提高热作模具钢的抗高温氧化性能 192

7.4工模具材料离子注入的改性机理 194

7.4.1离子注入强化机理 194

7.4.2离子注入改善抗氧化性机理 197

7.5离子注入技术在工模具中的应用 198

7.6展望 202

参考文献 203

第8章 工模具的化学气相沉积 205

8.1化学气相沉积的技术特点与工艺方法 205

8.1.1化学气相沉积的技术特点 205

8.1.2化学气相沉积的反应条件及反应过程 206

8.1.3化学气相沉积的基本化学反应 206

8.1.4化学气相沉积的工艺方法 207

8.2等离子体辅助化学气相沉积 208

8.2.1等离子体辅助化学气相沉积的原理 208

8.2.2等离子体辅助化学气相沉积的特点 209

8.2.3等离子体辅助化学气相沉积装置 209

8.3化学气相沉积金刚石与类金刚石涂层技术 210

8.3.1金刚石与类金刚石涂层 210

8.3.2沉积金刚石涂层的工艺方法 211

8.3.3沉积类金刚石涂层的工艺方法 212

8.4化学气相沉积技术在工模具方面的应用 213

8.4.1化学气相沉积硬质合金涂层刀具 213

8.4.2化学气相沉积硬质涂层用于模具的效果 215

8.5金刚石涂层工模具 216

8.5.1金刚石涂层工具的特性 216

8.5.2金刚石薄膜涂层工模具应用实例 217

8.5.3金刚石厚膜焊接刀具 220

8.6类金刚石涂层工模具 223

8.6.1在冲裁、翻边模上的应用 223

8.6.2在引线框架脚弯曲模和封装模上的应用 224

8.6.3在拉伸模上的应用 224

8.6.4在硬质合金粉末压制模和光盘模上的应用 224

8.6.5在其他模具上的应用 225

8.6.6在钻头、铣刀和某些刀片上的应用 225

参考文献 226

第9章 工模具的物理气相沉积 227

9.1溅射涂层 227

9.1.1溅射涂层的原理及分类 227

9.1.2磁控溅射技术 228

9.2离子镀技术 230

9.2.1概述 230

9.2.2电弧离子镀的基本原理 230

9.2.3电弧离子镀膜机 232

9.2.4电弧离子镀的工艺设计 233

9.3硬质涂层力学性能的表征与检测 234

9.3.1涂层结合力 234

9.3.2用裂纹密度参数评价涂层的断裂韧性 236

9.4Ti-N系涂层多元多层强化研究进展 237

9.4.1多元涂层的发展 237

9.4.2多层涂层的发展 238

9.4.3纳米涂层 239

9.4.4复合涂层 240

9.5稀土元素对离子镀涂层的改性作用 241

9.5.1稀土离子镀涂层的力学性能 241

9.5.2稀土离子镀涂层的高温抗氧化性 243

9.5.3稀土元素对电弧离子镀涂层的颗粒和致密度的改善 248

9.5.4用“吸入式”稀土添加法合成稀土离子镀涂层 252

9.6渗氮—离子镀复合涂层 254

9.6.1复合涂层的概念 254

9.6.2复合涂层的制备方法 255

9.6.3复合涂层的组织与性能 256

9.7工模具真空涂层产业的发展 258

9.7.1工模具真空涂层产业的发展现状 258

9.7.2加速发展的对策 260

9.8物理气相沉积技术在工模具的应用 261

9.8.1常用PVD涂层的特性和对工模具的适用性 261

9.8.2PVD硬质涂层工具 262

9.8.3PVD硬质涂层模具 265

参考文献 268

第10章 先进的稀土表面改性技术及其在模具上的应用 270

10.1稀土材料表面改性的基本概念与内涵 270

10.1.1稀土化学热处理与稀土材料表面改性的概念 270

10.1.2稀土材料表面改性的分类 271

10.1.3稀土元素在材料表面改性中的作用 272

10.1.4稀土元素在材料表面改性应用中应注意的一些问题 272

10.2稀土元素提高材料表面强化效能 272

10.2.1稀土渗碳 273

10.2.2稀土碳氮共渗 275

10.2.3稀土渗氮 277

10.2.4稀土渗硼 279

10.2.5稀土热喷涂层 280

10.2.6激光稀土合金化 283

10.3稀土对表面技术节能降耗的积极意义 284

10.3.1稀土对渗碳的催渗效果 285

10.3.2稀土对碳氮共渗动力学过程的影响 287

10.3.3稀土对缩短渗氮与氮碳共渗工艺周期的积极作用 288

10.3.4稀土对渗硼的催渗作用 291

10.3.5稀土对电镀过程的催镀作用 292

10.4稀土添加剂在镀铬中的应用 293

10.4.1稀土添加剂的应用背景 293

10.4.2稀土添加剂在镀铬中的作用 294

10.4.3稀土添加剂的使用效果 297

10.4.4稀土镀铬液的配制与维护 299

10.4.5稀土镀铬技术需改进的问题 299

10.5稀土表面改性技术在模具强化中的应用实例 300

参考文献 305