模具热处理手册PDF电子书下载

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