模具篇——锻造模具材料、制造与失效分析第一章 模具与锻件生产 2
1.1 锻模及其在锻件生产中的作用 2
1.2 锻造模具分类 2
1.3 锻造模具的工作环境 3
1.4 锻造模具的失效 4
1.5 模具对锻件经济性的影响 5
1.5.1 模具材料对锻件经济性的影响 5
1.5.2 模具制造工艺对锻件经济性的影响 6
1.5.3 模具的热表处理工艺对锻件经济性的影响 6
1.5.4 模具使用和维护对锻件经济性的影响 7
1.5.5 锻造设备对模具寿命和锻件经济性的影响 7
1.6 提高模具经济性的措施 8
1.6.1 提高模具寿命又降低模具成本的措施 8
1.6.2 提高模具寿命又基本不提高锻模成本的措施 8
1.6.3 大幅度提高模具寿命而只少许增加模具成本的措施 9
1.6.4 模具寿命与模具成本同步提高的措施 9
1.7 模具技术现状及发展 9
1.7.1 模具材料的现状及其发展 9
1.7.2 模具制造技术现状及发展 14
参考文献 18
第二章 锻造模具材料 20
2.1 概述 20
2.1.1 锻造模具的工作环境及其对材料的要求 20
2.1.2 锻造模具材料的分类 22
2.2 锻造模具材料的化学成分及合金化 23
2.2.1 常用锻造模具钢的化学成分 23
2.2.2 模具材料的合金化 26
2.3 常用热作模具钢及其特性 27
2.3.1 概述 27
2.3.2 常用模具钢的力学性能 28
2.3.3 典型热作模具钢性能对比 29
2.4 常用冷作模具钢及其特性 36
2.4.1 概述 36
2.4.2 常用冷作模具钢的使用特性 37
2.5 等温锻造模具材料 41
2.5.1 等温锻造对模具材料的要求 41
2.5.2 等温锻造用模具材料的性能 41
2.5.3 等温锻造用模具材料的应用概况 44
2.6 模具材料的选用 46
2.6.1 模具材料的选用原则 46
2.6.2 模具材料选用导引 48
参考文献 58
第三章 锻造模具的制造技术 59
3.1 锻造模具的数控加工技术 59
3.1.1 数控加工技术概述 59
3.1.2 数控机床基础 66
3.1.3 数控加工刀具系统 69
3.1.4 数控加工工艺 72
3.1.5 计算机辅助设计与辅助制造基础 75
3.1.6 锻模数控加工应遵循的原则 76
3.1.7 锻造模具数控加工实例 77
3.2 锻造模具的电火花加工技术 80
3.2.1 概述 81
3.2.2 电火花成形加工技术 85
3.2.3 电火花线切割加工技术 109
3.2.4 电火花加工表面缺陷及其控制 125
3.3 锻造模具的热处理 130
3.3.1 概述 130
3.3.2 热作模具热处理工艺 131
3.3.3 冷作模具热处理工艺 137
3.3.4 模具热处理常见缺陷及其控制 142
3.3.5 模具的新型热处理技术简介 146
3.3.6 提高模具寿命的热处理工艺实例 149
3.4 锻造模具的表面强化与改性技术 151
3.4.1 概述 151
3.4.2 模具的使用性能需求与存在问题 153
3.4.3 模具的表面强化与改性技术 154
3.4.4 表面强化与改性技术在模具中的应用 154
3.4.5 模具表面强化与改性技术应用实例 162
3.4.6 纳米制造与非晶涂层制备技术简介 164
参考文献 166
第四章 锻造模具模膛的特种成形技术 168
4.1 锻造模具模膛挤压技术 168
4.1.1 模膛挤压成形的特征 168
4.1.2 模具模膛的轴向冷挤压 180
4.1.3 模具模膛的热挤压 189
4.1.4 模具模膛的温挤压 193
4.1.5 模具模膛的超塑性挤压 197
4.1.6 精确模膛的特种成形技术 202
4.2 熔模精铸锻造模具技术 206
4.2.1 概述 206
4.2.2 锻造模具熔模精铸工艺 208
4.2.3 计算机技术在熔模铸造模具中的应用 235
4.2.4 熔模精铸锻模的冶金质量控制和尺寸精度 242
4.2.5 熔模精铸锻模典型实例 247
4.3 锻造模具堆焊制造与维修技术 249
4.3.1 概述 249
4.3.2 热作模具的工作环境、失效形式与对性能的要求 250
4.3.3 模具堆焊方法及其选择 255
4.3.4 模具堆焊材料及其选用原则 258
4.3.5 热作模具钢的焊接性及模具堆焊修复工艺 263
4.3.6 模具堆焊制造的常见缺陷与预防措施 268
参考文献 271
第五章 锻造模具的失效与延寿 273
5.1 概述 273
5.1.1 模具寿命对锻件生产的影响 273
5.1.2 锻造模具寿命现状 273
5.2 锻造模具的失效 274
5.2.1 模具失效的概念 274
5.2.2 模具失效的类型 275
5.3 影响模具寿命的主要因素 281
5.3.1 锻件参数对模具寿命的影响 281
5.3.2 设备特性对模具寿命的影响 282
5.3.3 模具材料对模具寿命的影响 283
5.3.4 锻造工艺和模具结构对模具寿命的影响 283
5.3.5 制造工艺对模具寿命的影响 283
5.3.6 模架结构和精度对模具寿命的影响 283
5.3.7 使用、维护和管理对模具寿命的影响 284
5.4 延长锻造模具寿命的措施 284
5.4.1 模具材料的选用 284
5.4.2 优化锻造工艺和模具设计 289
5.4.3 提高模具制造质量 295
5.4.4 合理选择模具热处理工艺 297
5.4.5 利用表面处理技术提高模具寿命的实例 300
5.4.6 正确使用和维护模具 301
5.4.7 提高模具寿命的其他措施 305
5.5 挖掘模具寿命潜力的实例 305
5.5.1 SL轿车连杆锻模寿命的对比实验 305
5.5.2 连杆盖摩擦压力机锻模的延寿 307
参考文献 308
润滑篇——锻造过程的摩擦与润滑第六章 润滑与锻件生产 310
6.1 润滑及其在锻件生产中的作用 310
6.2 锻造润滑剂及其分类 311
6.3 模锻工艺对润滑和防护的要求 312
6.4 锻造润滑剂应用现状及发展 314
6.4.1 热锻润滑剂 314
6.4.2 冷锻润滑剂 319
6.4.3 温锻润滑剂 321
6.4.4 润滑剂性能的测试与评估 322
参考文献 322
第七章 锻造过程的摩擦学 323
7.1 摩擦 323
7.1.1 摩擦客观存在及其两面性 323
7.1.2 摩擦及其特性 323
7.1.3 摩擦的应用实例 328
7.1.4 减少摩擦损耗的措施 330
7.2 锻造过程的摩擦学基础 331
7.2.1 锻造摩擦学的含义 331
7.2.2 摩擦表面的特性 332
7.2.3 锻造过程的摩擦学特征 337
7.2.4 摩擦对锻造过程的影响 342
7.3 锻造模具的磨损 343
7.3.1 磨损及其类型 343
7.3.2 锻模工作环境对磨损的影响 348
7.3.3 锻模磨损与机械磨损的比较 349
7.4 锻造摩擦副的润滑 350
7.4.1 锻造摩擦副的润滑状态 350
7.4.2 锻造摩擦副的固体润滑 352
7.4.3 摩擦副的流体膜润滑 353
7.4.4 锻造摩擦副的边界膜润滑 354
7.4.5 锻造润滑与机械润滑的比较 357
7.5 锻造过程的摩擦学对企业竞争力的影响 358
参考文献 358
第八章 锻造模具的润滑技术 360
8.1 概述 360
8.2 冷锻模具润滑剂 360
8.2.1 冷锻工艺对润滑剂的要求 360
8.2.2 冷锻模具润滑剂的配方 361
8.2.3 冷锻模具润滑剂的应用 364
8.2.4 冷锻模具润滑剂的主要性能 366
8.3 热锻模具润滑剂 366
8.3.1 热锻工艺对模具润滑剂的要求 366
8.3.2 水基石墨润滑剂的配方和性能特点 367
8.3.3 热锻模具润滑剂的应用 368
8.3.4 环保型热锻模具润滑剂 369
8.4 等温锻模具润滑剂 373
8.4.1 等温锻模具润滑剂的工作环境 373
8.4.2 等温锻模具润滑剂 373
8.4.3 等温锻模具润滑剂的应用实例 374
8.5 温锻模具润滑剂 374
8.5.1 温锻用油基模具润滑剂 374
8.5.2 温锻用水基模具润滑剂 375
8.5.3 温锻模具润滑剂的应用 375
参考文献 376
第九章 锻造毛坯的润滑与防护技术 377
9.1 冷成形毛坯的反应涂层润滑技术 377
9.1.1 钢的磷酸盐与皂化涂层润滑 377
9.1.2 不锈钢草酸盐涂层与润滑 383
9.1.3 有色金属冷成形反应涂层润滑 385
9.1.4 反应涂层润滑的问题分析 386
9.2 冷成形毛坯的高分子涂层润滑技术 386
9.2.1 高分子涂层的润滑机理及特性 386
9.2.2 聚合物及其施涂工艺 387
9.2.3 高分子润滑涂层的应用 389
9.3 热成形毛坯的镀层防护润滑工艺 390
9.3.1 不锈钢毛坯的镀镍工艺 390
9.3.2 其他镀层润滑工艺简介 393
9.4 热成形毛坯的玻璃防护润滑技术 394
9.4.1 概述 394
9.4.2 玻璃的特性 397
9.4.3 玻璃防护润滑剂在热成形中的作用 401
9.4.4 玻璃防护润滑剂的工作机理 402
9.4.5 热成形用玻璃防护润滑剂 410
9.4.6 热成形用玻璃防护润滑剂的性能 416
9.4.7 玻璃防护润滑剂的组分与生产工艺 420
9.4.8 玻璃防护润滑剂的使用方法和注意事项 423
9.4.9 新型玻璃防护润滑剂及其应用 427
参考文献 430
第十章 锻造润滑和防护性能的评定方法 432
10.1 概述 432
10.2 热锻模具润滑剂性能的评定方法 432
10.2.1 摩擦系数的测定 432
10.2.2 冷却和绝热性能的评定方法 437
10.2.3 高温湿润性的评价方法 438
10.3 冷锻润滑剂性能的评定方法 439
10.3.1 摩擦系数的测定 439
10.3.2 承载能力的测定 440
10.3.3 挤压力对比试验 441
10.4 玻璃润滑剂性能的评定方法 442
10.4.1 润滑性能的评定方法 442
10.4.2 防护性能的评定方法 442
10.4.3 隔热性能的评定方法 443
10.4.4 润湿性能的评定方法 443
10.4.5 玻璃防护润滑剂浆料特性的评定方法 443
10.4.6 玻璃润滑剂综合性能验证方法 444
参考文献 445
第十一章 常用润滑剂及其选用导引 446
11.1 概述 446
11.2 常用模具润滑剂及其选型 446
11.2.1 冷锻模具润滑剂 446
11.2.2 热锻模具润滑剂 448
11.2.3 温锻和等温锻模具润滑剂 451
11.3 常用毛坯润滑剂及其选型 451
11.3.1 冷成形毛坯的润滑剂 451
11.3.2 热成形毛坯的防护润滑剂 452
参考文献 455