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引言 1

0.1 国内外模具的应用及发展 1

0.1.1 模具工业的发展及模具钢的重要性 1

0.1.2　模具在国民经济中的重要地位 2

0.1.3 国外模具钢的发展概况 2

0.1.4　我国模具钢生产现状及展望 4

0.1.5　模具热处理在模具制造中的重要作用 5

0.1.6　模具热处理技术的发展方向 5

0.2　模具及模具材料概述 7

0.2.1　模具的分类 7

0.2.2　模具材料的分类 7

0.3　本课程的性质和要求 10

第1章　金属模具材料的基本性能 11

1.1　金属材料的力学性能 11

1.1.1　强度与塑性 11

1.1.2　硬度 15

1.1.3 韧性 19

11.4 疲劳 21

1.1.5 耐磨性 23

1.2　金属模具材料的物理性能与化学性能 23

1.2.1 金属的物理性能 24

1.2.2　金属的化学性能 26

1.3　金属模具材料的工艺性能 27

1.4　模具钢的进厂质量检验 28

1.4.1　模具钢的宏观检验 28

1.4.2　模具钢的显微组织检验 29

1.4.3　模具钢的力学性能检验 29

思考练习题 29

第2章　模具钢的热处理概述 31

2.1　模具钢在加热和冷却时的组织转变 31

2.1.1　钢在加热时的转变 32

2.1.2　钢在冷却时的转变 33

2.2　退火和正火 37

2.3　淬火和回火 39

2.4　钢的表面热处理 42

2.5　模具钢热处理后质量检验及标准 42

2.5.1　模具热处理质量的检查内容与方法 42

2.5.2　模具热处理检查标准 43

2.6　常用热处理设备 47

2.6.1　热处理设备分类 47

2.6.2　热处理炉的分类、特性 49

2.6.3　热处理炉的编号 52

思考练习题 53

第3章　冷作模具钢及其热处理 54

3.1 冷作模具钢的分类和性能要求 54

3.1.1　冷作模具钢的分类 54

3.1.2　冷作模具钢的性能要求 54

3.2　碳素冷作模具钢 55

3.2.1　常用碳素冷作模具钢 55

3.2.2　碳素冷作模具钢的热处理 56

3.3　低合金冷作模具钢 57

3.3.1 常用低合金冷作模具钢 58

3.3.2　低合金冷作模具钢的热处理 61

3.4 中合金、高合金冷作模具钢 61

3.4.1　常用中合金、高合金冷作模具钢 62

3.4.2　常用中、高合金冷作模具钢的热处理 64

3.5　基体钢 66

3.6　冷作模具材料选用原则 68

3.7　冷作模具钢热处理实例 70

思考练习题 71

第4章 热作模具钢及其热处理 72

4.1 热作模具钢的分类和性能要求 72

4.1.1　热作模具钢的分类 72

4.1.2　热作模具钢的性能要求 73

4.2　常用热作模具钢及其热处理 74

4.2.1 高韧性热作模具钢及其热处理 74

4.2.2　高热强模具钢及其热处理 78

4.2.3 高强韧热作模具钢及其热处理 80

4.3　热作模具钢的选用原则 81

4.4　热作模具钢的热处理实例 84

4.4.1　工具扳手热锻模 84

4.4.2　汽车凸轮轴锻模 85

思考练习题 86

第5章　塑料模具钢及其热处理 87

5.1　塑料模具钢的种类和性能要求 87

5.1.1 塑料模具钢的性能要求 87

5.1.2　塑料模具钢的类型 88

5.1.3 塑料模具的制造工艺路线 89

5.2　碳素塑料模具钢及热处理 89

5.2.1 SM45钢 90

5.2.2　SM55钢 90

5.3　渗碳、淬硬型塑料模具用钢及热处理 91

5.3.1　SM1CrNi3钢 91

5.3.2 20Cr钢 92

5.3.3　12CrNi3钢 93

5.3.4　0Cr4NiMoV（LJ）钢 93

5.3.5　渗碳型塑料模具钢的热处理工艺 94

5.3.6　淬硬型塑料模具钢 95

5.4　预硬化型塑料模具专用钢及热处理 96

5.4.1　SM3Cr2Mo（P20）钢 96

5.4.2 5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢 97

5.4.3　8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢 98

5.4.4　预硬化型塑料模具钢的热处理 99

5.5 时效硬化型塑料模具钢及热处理 99

5.5.1 SM1Ni3Mn2CuAlMo（PMS）钢 99

5.5.2　25CrNi3MoAl钢 100

5.5.3　时效硬化钢的热处理工艺 101

5.6　耐蚀型塑料模具钢及热处理 101

5.6.1 SM2Cr13、SM4Cr13钢 102

5.6.2 0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）钢 103

5.7　其他塑料模具材料 103

5.7.1 铜合金 103

5.7.2　铝合金 104

5.7.3　锌合金 104

5.8　塑料模具钢的选择 104

5.8.1　影响塑料模具钢选择的因素 104

5.8.2　塑料模具用钢选择的原则 105

5.9　塑料模具热处理实例 106

5.9.1　精密塑料模具的热处理 106

5.9.2 聚三氟氯乙烯阀门盖模具的热处理 107

思考练习题 107

第6章　模具表面处理 108

6.1 表面淬火 108

6.1.1　火焰淬火 109

6.1.2　感应淬火工艺 110

6.2　化学热处理 111

6.2.1 渗碳 112

6.2.2　碳氮共渗 115

6.2.3　渗氮 117

6.2.4　氮碳共渗 118

6.2.5　渗硼 119

6.2.6　渗硫 120

6.2.7　渗金属 120

6.3　模具钢的表面涂覆 121

6.3.1　涂镀技术 122

6.3.2　热喷涂技术 124

6.3.3　堆焊技术及激光熔覆技术 126

6.3.4　气相沉积技术 127

6.3.5　热扩散法碳化物覆层处理（TD） 130

6.4　其他表面处理技术 130

6.4.1　高能束表面强化 130

6.4.2　表面喷丸强化处理 132

6.4.3　离子注入工艺 133

6.4.4　电火花表面强化 134

6.5　表面处理实例 135

6.5.1　2Cr13钢的表面渗碳 135

6.5.2　3Cr2W8V钢表面渗铬 135

思考练习题 136

第7章　模具失效分析及修复 137

7.1　模具的失效形式及影响因素 137

7.1.1　冷作模具的失效形式 137

7.1.2　热作模具的失效形式 139

7.1.3　塑料模具的失效形式 141

7.1.4　影响模具失效的因素 141

7.2　模具的失效分析 144

7.2.1　失效分析的意义 145

7.2.2　失效分析的方法和步骤 146

7.3　模具的修复 148

7.3.1　模具电刷镀修复 148

7.3.2　模具的堆焊修复技术 149

7.3.3　模具的高能束熔覆修复技术 151

7.3.4　热喷涂模具修复技术 152

7.4　模具零件失效分析实例 153

7.4.1　热作模具钢H13失效分析 153

7.4.2　模具磨削烧伤和磨削裂纹 154

7.4.3　冷挤压模具的失效分析 155

思考练习题 157

第8章　其他模具材料介绍及热处理 158

8.1 硬质合金及钢结硬质合金模具材料 158

8.1.1　硬质合金 158

8.1.2　钢结硬质合金 160

8.2　铸铁模具材料 162

8.2.1 灰铸铁 162

8.2.2　球墨铸铁 163

8.2.3　合金铸铁 164

8.3　其他模具材料和热处理实例 165

思考练习题 166

附录 167

附表A　国内外常用钢钢号对照表 167

附表B　国内模具企业常用进口模具钢与国内标准模具钢牌号的比较 168

参考文献 171