模具工程材料

1、現(xiàn)代模具的特點 1面大量廣，品種繁多 2 作為批量生產(chǎn)，模具在提高經(jīng)濟效益方面起著關鍵作用 3 模具生 產(chǎn)影響到產(chǎn)品開發(fā)更新?lián)Q代和發(fā)展速度 4它的壽命影響到產(chǎn)品的成本 5 現(xiàn)代模具向大型化、復雜化精密化 發(fā)展。模具的分類：冷作模具、熱作模具、型腔模具模具材料的分類：（1）鋼鐵材料，通常將模具鋼分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、橡塑模具鋼三類。 （ 2）非鐵金屬材料，主要有銅基合金、低熔點合金、難熔合 金、硬質(zhì)合金、鋼接硬質(zhì)合金等（ 3）非金屬材料，用于制造模具的非金屬材料主要有陶瓷、橡膠、塑料等 模具失效的形式：斷裂失效、磨損失效、疲勞失效、變形失效、磨蝕失效鍛造的目的：鍛造的第一個目的（2）斷裂能

2、力 鍛造工藝性，良好的鍛 3）熱處理工藝性，包 冷作模具材料的內(nèi)部冶 碳化物不均勻性； （5）1）3）是使剛才打到模具毛坯的尺寸及規(guī)格，為后續(xù)加工做好準備。鍛造的第二個目的是改善模具鋼的組織和性 能，使大塊碳化物破碎，并均勻分布，改變金屬纖維的方向性，使流線合理分布，消除或減輕冶金缺陷， 提高模具鋼的致密度預備熱處理的目的為模具的機械加工和最終熱處理做組織準備，其關鍵的因素是加熱 溫度，冷卻溫度或等溫溫度的選擇。模具材料的選用原則：生產(chǎn)批量，當工件的生產(chǎn)批量很大時，凸、 凹模材料應選取質(zhì)量高、耐磨性好的模具鋼；對于模具的其他共同以結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的兩件材料 要求，也要相應的提高。在批量不

3、大時，可考慮降低成本，可適當放寬對材料性能的要求。被沖壓材料 的性能、工序性質(zhì)和凸、凹模的工作條件。當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，模具凸、凹模應 選取耐磨性好、強度高的材料；對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應選取有足夠硬度、強度、韌性、 耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。材料性能，應考慮模 具材料的冷、熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。生產(chǎn)、使用情況，應考慮我們模具鋼的生產(chǎn)和使用情況冷作 模具鋼的一般性能要求 1 高硬度高耐磨性 2 較高的強度和足夠韌性 3 良好的工藝性冷作模具材料的性能要 求：（1）變形抗力，衡量冷作模具材料變形抗力的指標主要有硬

4、度、抗壓強度、抗彎強度。 （3）耐磨性（ 4）咬合能力（ 5）受熱軟化能力冷作模具材料的使用性能要求： 造工藝性是指可鍛性好。 （2）切削加工性，切削工藝性是指可加工性和可磨削性； 括退火工藝性，淬透性，淬硬性，脫碳、侵蝕敏感性，過熱敏感性，淬火變形傾向 金質(zhì)量要求： （1）化學成分不均勻性； （2）磷和硫的含量； （3）鋼中夾雜物；疏松冷作模具鋼的選用原則：首先要滿足模具的使用性能要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟性。具體選 擇時應從模具的種類、結(jié)構(gòu)、工作條件、制品材質(zhì)、制品形狀和尺寸、加工精度、生產(chǎn)批量等方面綜合考 慮，最后根據(jù)模具使用壽命和模具成本做出選擇。冷作模具鋼的熱處理工藝工序在安排

5、上應注意：（1）為減少熱處理變形，對于位置公差和尺寸公差要求嚴格的模具，常在機加工之后安排高溫回火或調(diào)質(zhì)處理。（2）由于線切割加工破壞了脆硬層， 增加了脆硬層脆性和變形開裂的危險， 因此，線切割加工之前的淬火、 回火，常采用分級淬火或多次回火和高溫回火，使淬火應力處于最低狀態(tài)，避免模具線切割時變形、開裂。（3）為使線切割模具尺寸相對穩(wěn)定，并使脆硬層組織組織有所改善，工件經(jīng)線切割后應及時進行再回火， 回火溫度不高于淬火后的回火溫度。硬質(zhì)合金將高熔點，高硬度的金屬碳化物的粉末和粘結(jié)劑混合，加壓 成型在經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料。按碳化物的不同，通常分為鎢鈷類和鎢鈷鈦類，冷沖裁模用的一 般是鎢鈷類

6、。共性是高硬度高耐磨和高的抗壓強度，但脆性大，不能鍛造、熱處理和切削加工。主要用 于多工位級進模，大直徑拉伸凹模的鑲塊、拉絲模、冷擠壓模等。鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以難熔金屬碳化物為硬質(zhì)相，以合金鋼為粘結(jié)劑，用粉末冶金方法產(chǎn)生的一種新型模具材 料。它具有硬質(zhì)合金的高硬度，高耐磨和高抗壓性又具有鋼的可加工性，熱處理性。以 WC 為硬質(zhì)相的鋼 結(jié)硬質(zhì)合金，簡稱為 DT 鋼，可用于制作冷鐓模，冷擠壓模，冷沖模，拉伸模等。但價格昂貴，小批量生 產(chǎn)時，技術經(jīng)濟效益不明顯。冷沖裁模的選用原則： 1 冷沖裁模的壽命 2 沖壓件的材質(zhì) 3 沖壓件的形狀， 尺寸，厚度，精度及毛刺要求等 4 價格；主要是對刃口的要求，應有

7、高硬度和高耐磨性及一定的韌性冷拉 伸模的材料選用：若被拉伸材料較薄，強度較低，塑性較好，模具承載較輕時，屬輕載拉伸；若被拉伸板 材強度較高板材較厚時則承載較大為重載拉伸；在拉伸時，沖擊力很小，主要要求模具具有較高的強度和 耐磨性，工作時不發(fā)生粘附和劃傷，并具有一定的韌性和較好的切削加工性，熱處理變形小。選材與被拉 伸材料的類別厚度和變形率有關。輕載拉伸可選 T8A,9Mn2V 和 CrWMn ，重載，可選 Cr12WMnCr12 或鋼 結(jié)硬質(zhì)合金等。對于小批量的拉伸?？蛇x用較低檔的材料，如表面淬火鋼，甚至鑄鐵等；大批量時，應對模具進行滲氮，硼，釩或鍍硬 Cr。對中碳合金鋼模具進行滲碳等表面處理

8、冷擠壓模的選用制作冷擠壓模的 材料必須具有高的強韌性及良好的耐磨性，一般要求硬度為6163HRC由于承受極大的擠壓力， 故要求抗壓強度高，為防折斷抗彎強度也要提高，并要求具有較高的強度和硬度及較高的冷熱疲勞抗力。目前常用 的材料有 60Si2Mn,Cr12,Cr12MnV ,W18Cr4V 及低碳高速鋼 6W6Mo5Cr4V 基體鋼 LD,65Nb,012Al 低合金高 強韌性鋼 GD,馬氏體時效鋼，硬質(zhì)合金等冷鐓模具材料的選用要求凸模材料有高的強韌性、抗彎強度和 高的耐磨性；凸模材料必須具備高強度、高硬度及高的沖擊韌性。對于形狀不復雜變形量不大的一般載荷 冷鐓模，凸?？捎?T10A,60Si

9、2Mn,9SiCr,GCr15 等，凹?？捎?T10A,Cr12MoVGCr15 等。變形量大，形狀較 復雜的重載冷鐓模用鋼為強度較高的合金鋼或中、高碳鋼，如Cr12，高速鋼等冷作模具的制造工藝路線1）一般成形冷作模具： 鍛造球化退火機加工成形淬火+回火鉗修裝配 ;2）成形磨削及電加工冷作模具：鍛造球化退火機械粗加工淬火+回火精加工（凸模成形磨削，凹模電加工）鉗修裝配3）復雜冷+低作模具：鍛造球化退火機械粗加工退火或調(diào)質(zhì)精加工鉗修裝配冷作模具的強韌化處理低淬 回；高淬 +高回；微細化處理；等溫淬火和分級淬火等熱作模具鋼的分類：熱作模具鋼按用途可以分為熱鍛 模用鋼、熱擠壓模用鋼和壓鑄模用鋼，又可

10、細分為錘鍛模用鋼、機鍛模用鋼、熱擠壓模用鋼、熱鍛模用鋼、 熱沖裁模用鋼和壓鑄模用鋼。按耐熱性分類可以分為高耐熱性用鋼、中耐熱性用鋼和低耐熱性用鋼，或按 熱油性能分為高韌性鋼、高熱強性鋼和高耐磨鋼。按合金元素分類可以分為鎢系熱模鋼、鉻系熱模鋼、鉻 鉑系及鉻鎢鉑系熱模鋼，或按合金元素含量多少分為低合金熱作模具鋼、中合金熱作模具鋼和高合金熱作 模具鋼。高韌性熱作模具鋼的基本性能：淬透性高，以保證這種大型模具沿整個截面具有均勻一致的力 學性能。 沖擊韌性好、 熱疲勞抗力高， 以保證能承受沖擊載荷及在急冷急熱反復沖擊下不至于發(fā)生龜裂。導熱性好，以保證模具型腔表面的熱量盡快傳導外散，降低模具的溫升，有利于

11、減少熱磨損及熱疲勞損 傷。較高的抗回火穩(wěn)定性及高溫強度，以減少熱塑性變形。較好的抗氧化性能和加工工藝性能。熱鍛 模具鋼的性能要求：高的沖擊韌度和斷裂韌度。高的高溫硬度及高溫強度。高的淬透性。高的熱 疲勞抗力。較高的回火穩(wěn)定性。良好的工藝性能及抗氧化性。鑄造模塊的性能特點：鑄造模塊的耐 磨性優(yōu)于鍛造模塊。鑄造模塊裂紋擴展速度比鍛鋼模具慢，應力集中敏感性比鍛鋼模塊低，這些都有利 于模具壽命的提高。鑄造模塊沖擊韌度值低于鍛造模塊。熱鍛模具淬火工藝的特點 1 因鍛模尺寸較大，大多采用箱式電爐加熱。為防止加熱過程中產(chǎn)生氧化脫碳， 對模具型腔表面及燕尾加以保護。 2 裝爐應注意模塊的裝置，以使加熱均勻。裝

12、爐溫度不宜太高，以防產(chǎn) 生裂紋。 3 近年研究表明：隨淬火溫度的提高，鋼的斷裂韌性有所提高，鋼的抗回火能力和熱穩(wěn)定性也得 到提高；淬火溫度提高后，還能推遲熱疲勞裂紋的產(chǎn)生；而淬火溫度提高后，又使奧氏體晶粒粗大，降低 鋼的沖擊韌性；但通過回火溫度的調(diào)整，可使鋼的沖擊韌性到達模具的要求。 4 淬火前對模具采用延時冷 卻等工藝措施，可避免淬火變形及開裂傾向。 5 保溫時間的計算，應將裝箱厚度作為模具厚度的一部分加 以計算，且采用加熱系數(shù)的上限。 6 淬火冷卻時影響模具質(zhì)量的關鍵，冷卻時應注意入油方向并適當擺動 及冷卻介質(zhì)的循環(huán)。 7 淬火后的回火。淬火目的是調(diào)整模塊的力學性，能消除應力，穩(wěn)定組織和尺

13、寸。所 達硬度是以模具不發(fā)生脆斷的最高硬度值，則模具既有很高的耐磨性，又有很高的塑性抗變形能力，以免 模具的早期磨損，變形失效和早期脆斷。陶瓷型精鑄鍛模工藝：工藝概述：采用陶瓷型精密鑄造工藝，將鍛模型腔精鑄成型，型腔無需再機械加工。 工藝優(yōu)點： 1 省時 2 省料 3 設備投入少，工藝易掌握 4 模具壽命長。工藝路線：準備母模沙套造型陶 瓷型灌漿起模噴燒焙燒烘干澆注清理退火機加工淬火+回火；精鑄模塊的性能特點： 1 耐磨性優(yōu)于鍛造模塊（尤其是采用金屬襯陶瓷型水冷工藝） ；2 應力集中敏感性低于鍛造模塊 3 但沖擊韌性值 低于鍛造模塊。鑄鋼堆焊大型鍛模容易產(chǎn)生裂紋，防止產(chǎn)生裂紋的主要措施為： 1

14、 合理設計堆焊槽 2 選用 橋當?shù)亩押腹に噮?shù)：高壓，低電流易得優(yōu)質(zhì)焊縫；為獲得均勻焊縫，在焊接過程中應逐漸降低電壓，且 不斷地調(diào)節(jié)電流。雙金屬電渣熔鑄模塊技術： 1 應用：使模塊帶有良好韌性的模尾或更換已斷裂的模尾， 以免整個模塊的保費； 2 工藝優(yōu)點：（ 1）因不需對模具尾部進行專門回火處理，減少了工序，縮短了制模周期，工藝簡單可靠，節(jié)省了加工費用（ 2）熔鑄模塊成分均勻，氣體含量低，夾雜少，組織致密，晶粒細， 各向異性小，延長了模塊的使用壽命。塑料模具的工作條件：據(jù)塑料制品成型固化不同，塑料膜可分為熱 固性塑料膜和熱塑性塑料膜。熱固性塑料膜工作是，塑料固態(tài)粉末或預制坯料加入型腔，在一定溫

15、度下熱 壓成型，故受力大，并受一定的沖擊，摩擦較大。即熱機械負載及摩擦較大。熱塑性塑料膜工作時，是使 塑料在黏流狀態(tài)下，通過注射，擠壓等方式進入模腔而成型，受變形抗力小，受熱受壓及磨損情況不嚴重。 但均在一定溫度下工作，故均須有耐腐蝕的性能。塑料模具的性能要求：與冷、熱作模具相比，塑料模的 基本要求并不太高，具體如下：1 使用性能（ 1）較高的硬度和耐磨性； （2）一定的抗熱性和耐蝕性； 2 工3）藝性能（ 1）有較好的冷、熱成型性，變形抗力?。?2）切削加工性好，有良好的拋光性及焊接性能； 有較好的淬透性，熱處理變形小。鑄造模具預處理的目的是：消除由于鑄造、清理、切削冒口時產(chǎn)生的組 織應力和

16、熱應力，使模具的組織及性能均勻，以減少最終熱處理時發(fā)生變形及開裂，也為了降低硬度，便 于機械加工。表面工程改善機械零件、電子電器元件等基質(zhì)材料表面性能的一門科學和技術，主要用于提 高零件表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性和抗疲勞強度等力學性能，是維修與再制造的基本手段。表面工程 是經(jīng)表面預處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面 的形態(tài)、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和應力情況。表面工程技術分為：表面改性，表面處理和表面涂覆。表面化 學熱處理是在一定的溫度下、在不同的活性介質(zhì)中向鋼零件的表面滲入一些化學元素，用來改變零件表面 成分、組織，以改善其使用性能和延長其使用壽命

17、的熱處理過程。普通的化學熱處理按滲入元素的不同分為滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鉻等，隨著科學 技術的進步又發(fā)展起來真空化學熱處理及等離子體化學熱處理等技術。真空化學熱處理是指將鋼制零件在 真空條件中加熱，滲入金屬或非金屬元素，改變鋼的表面成分、組織和性能熱處理方法。它的優(yōu)點是工件 不氧化、臺步脫碳、滲入速度快、生產(chǎn)效率高等。等離子化學熱處理是利用負壓氣體在一定電壓的激發(fā)下 產(chǎn)生輝光離子放電效應形成等離子態(tài)、大量的正離子強烈轟擊工件表面發(fā)生一系列復雜的物理化學反應， 使工件表面快速獲得所需滲層的熱處理方法，它的優(yōu)點是滲速快、變形小、滲層濃度梯度平緩、節(jié)能等。 表面化學熱處理的三個基

18、本過程是：化學介質(zhì)的分解、活性原子的吸收和原子向內(nèi)層擴散形成一定厚度。滲碳是：將低碳鋼件放入滲碳介質(zhì)中，在900C950C加熱保溫，使活性碳原子滲入剛健表面，并獲得高碳滲層的工藝方法。經(jīng)過滲碳及隨后的淬火并低溫回火后，可以獲得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接 觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，而心部仍保持低碳，具有良好的塑性和韌性。常用的滲碳工藝蛀牙偶有氣體 滲碳和離子滲碳等。離子滲碳具有滲碳效率高、碳濃度梯度平緩、工件變形小、環(huán)境污染小以及狹縫和小 孔都能處理的優(yōu)點。滲氮是：向鋼件表面滲入氮元素，形成富氮硬化層的化學熱處理成為滲氮。鋼件滲氮 后具有更高的表面硬度和耐磨性。 由于氮化層體積長大，在表層

19、形成較大的殘余 ，因此可以獲得比滲碳更 高的疲勞強度、抗咬合性能和低的缺口敏感性。滲氮后鋼件表面形成致密的氮化物薄膜，因而具有良好的 抗腐蝕性能。滲氮的優(yōu)點：模具變形小，適用于精度要求較高的模具。鋼件滲氮后一般不進行熱處理，為 了提高鋼件心部的強韌性，滲氮前必須進行調(diào)質(zhì)處理。滲硼是：將工件置于能產(chǎn)生活性硼的介質(zhì)中，經(jīng)過 加熱、保溫，使硼原子滲入工件表面形成硼化物層的過程。熱噴涂：是利用一種熱源，如電弧、離子弧或 燃燒的火焰等將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬噴涂材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，并用熱源自身的動力或 外加高速氣流霧化，使噴涂材料的熔滴以一定的速度噴向經(jīng)過預處理干凈的基體表面，依靠噴涂材料的

20、物 理變化和化學反應，與基體形成結(jié)合層的工藝方法。按熱源的種類可將噴涂分為火焰噴涂、電弧噴涂、等 離子噴涂和激光噴涂四種基本方法。 噴涂材料主要有絲狀材料和粉末材料。 按照加熱和涂層結(jié)合方式分類， 熱噴涂又可分為噴涂和噴熔兩種。熱噴涂技術的特點：噴涂材料廣泛，所獲得的涂層性能也非常廣泛。適用于各種基體材料的零件，各種金屬和非金屬零件的表面都可以熱噴涂。操作程序少，速度快，生 產(chǎn)效率高。被噴涂零件的尺寸范圍較寬?；淖冃涡。龂娙弁?，熱噴涂是一種冷工藝。可賦予普 通材料以特殊的表面性能。成本低，經(jīng)濟效益顯著?；鹧鎳娡浚菏抢萌細饧爸細怏w混合燃燒作為熱 源，噴涂材料則以一定的傳送方法進入火焰，加

21、熱到熔融或軟化狀態(tài)，然后依靠氣體或火焰加速噴射到基 體上。根據(jù)噴涂材料不同，可分為絲材火焰噴涂和粉末火焰噴涂兩種。等離子噴涂：是以氮氣、惰性氣體如氬氣作為工作介質(zhì)，在專用的噴槍內(nèi)發(fā)生電離形成熱等離子體，再將進入該等離子弧區(qū)的粉末狀涂層材 料熔融、霧化，并告訴噴送到被涂工件表面，形成涂層。工業(yè)上使用的風離子噴涂設備由噴槍、電源、送 粉器、控制裝置和熱交換器等組成。電鍍技術：是一種用點化學方法在基體（金屬或非金屬）表面沉積金 屬或金屬化處理的技術。電鍍的目的是改善材料的外觀，提高材料的各種物理化學性能，賦予材料表面特 殊的耐蝕性、耐磨性、裝飾性、焊接性及電、磁、光學性能等。鍍層的種類按使用性能可分

22、為： 防護性鍍層防護 -裝飾性鍍層裝飾性鍍層耐磨和減磨鍍層電性能 鍍層磁性能鍍層可焊性鍍層耐熱鍍層修復用鍍層。按鍍層與基體金屬之間的電化學性質(zhì)分類，可 分為陽極性鍍層和陰極性鍍層。按鍍層的組合形式分為單層鍍層和多層金屬鍍層。電鍍：是指在交流電的 作用下，電解液中的金屬原子還原，并沉積到零件表面形成有一定性能的金屬鍍層的過程。電解液主要是 水溶液， 也有有機溶液和熔融鹽。 合金鍍層：兩種或兩種以上的元素共沉積所形成的鍍層被稱為合金鍍層。電鍍合金與熱冶金相比有如下特點：容易獲得高熔點與低熔點金屬組成的合金可獲得熱熔相圖沒有的 合金容易獲得組織致密、性能優(yōu)異的非晶態(tài)合金在相同合金成分下，電鍍合金比熱

23、熔合金的硬度高、 延展性差。合金鍍層與單金屬鍍層相比有如下特點：合金鍍層結(jié)晶更細致，鍍層更平整、光亮?？梢?獲得非晶結(jié)構(gòu)鍍層。合金鍍層具有單金屬所沒有的特殊物理性能。合金的曾可具備比組成它們的單金 屬更耐磨、耐蝕，更耐高溫，并有更高硬度和強度，但延展性和韌性通常有所降低。不能從水溶液中單 獨電沉積的 W、Mo、Ti和V等金屬，可與鐵族元素共沉積形成合金。通過成分設計和工藝控制，可得 到不同色調(diào)的合金鍍層。電刷鍍：是電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不斷供應電解液的條件下， 用一支鍍筆在工件表面上進行擦拭，從而獲得電鍍層，又成無槽鍍或涂鍍。電刷鍍的特點：鍍層結(jié)合強 度高設備簡單、工藝靈活、操作

24、方便，可以在現(xiàn)場作業(yè)?？梢赃M行槽鍍困難或?qū)崿F(xiàn)不了的局部電鍍。生產(chǎn)效率高操作安全，對環(huán)境污染小?；瘜W鍍：是指在沒有外電流通過的情況下，利用化學方法使溶 液中的金屬離子還原為金屬，并沉積在基體表面，形成鍍層的一種表面加工方法?；瘜W鍍的條件：鍍液 中還原劑的還原電位要顯著低于沉積金屬電位，使金屬有可能在基材上被還原而沉積出來。配好的鍍液 不產(chǎn)生自發(fā)分解，當與催化表面接觸時，才發(fā)生金屬沉積過程。調(diào)節(jié)溶液的PH值、溫度時，可以控制金屬的還原速率，從而調(diào)節(jié)鍍覆速率。被還原析出的金屬業(yè)具有催化活性，這樣氧化還原沉積過程才能 持續(xù)進行，鍍層連續(xù)增厚。反應生成物不妨礙鍍覆過程的正常進行，即溶液有足夠的使用壽命。

25、化學鍍 的特點：鍍覆過程不需外電源驅(qū)動?？紫堵实停兡芰?，形狀復雜，有內(nèi)孔、內(nèi)腔的鍍件均可獲 得均勻的鍍層。鍍液通過維護、調(diào)整可反復使用，但使用周期是有限的?？稍诮饘?、非金屬以及有機 物上沉積鍍層。復合鍍：是將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積，形成一種金屬基的表復合材料 的過程。復合鍍的條件：粒子在鍍液是充分穩(wěn)定的，既不會發(fā)生任何化學反應，也不會促使鍍液分解。粒子在鍍液中藥完全潤濕，形成分散均勻的懸浮液。鍍液的性質(zhì)要有利于固體粒子帶正電荷，即利于 粒子吸附陽離子表面活性劑及金屬離子。粒子的粒度要適當。要有適當?shù)臄嚢?。鍍膜技術即氣相沉積 技術：是一種利用氣態(tài)物質(zhì)中發(fā)生的某些物理、化學過

26、程，在基體表面形成具有某些特殊性能的金屬或化 合物涂層的技術。物理氣相沉積：是利用熱蒸發(fā)、濺射或輝光發(fā)電、弧光放電的物理過程，在基材表面沉 積所需涂層的技術。物理氣相沉積的基本過程包括：氣相物質(zhì)的產(chǎn)生氣相物質(zhì)的輸送氣相物質(zhì)的沉 積。蒸鍍的加熱方法有電阻加熱蒸鍍和電子束加熱蒸鍍。蒸鍍既可以進行純金屬的鍍制，也可進行合金模 的鍍制和化合物膜的鍍制。濺射鍍膜：是指在真空室中，利用荷能粒子空寂鍍料表面，使被紅基礎的鍍料 粒子在基片上沉積的技術。射頻：是指無線電波發(fā)射范圍的頻率。工作原理：射頻濺射的兩個電極，接在 交變的射頻電源上，似乎沒有陰極與陽極之分。史記上射頻濺射裝置的兩個電極不是對稱的，放置基片

27、的 電極與機殼項鏈，并且接地，這個電極相對安裝靶材的電極而言，是一個大面積的電極，它的電位與等離 子相近，幾乎不受離子攻擊。另一電極對于等離子體處于負電位，是陰極，受到離子攻擊，用于裝置靶材。 在物理氣相沉積的各類技術中，濺射最容易控制合金模的成分?；衔锬ぃ菏侵附饘僭嘏c氧、氮、硅、碳、硼、硫等非金屬的化合物所構(gòu)成的膜層。離子鍍：就是在鍍膜的同時，采用荷能粒子空寂基片表面和膜層的鍍膜技術。國內(nèi)外常用的離子鍍類型：空心陰極離子鍍、 多弧離子鍍和離子束輔助沉積?；瘜W氣相沉積與物理氣相沉積根本不同的是沉寂離子來源于化合物的氣象 分解反應?；瘜W氣相沉積：是在相當高的溫度下，混合氣體與基體的表面相互作

28、用，使混合氣體中的某些 成分分解，并在基體上形成一種金屬或化合物的固態(tài)薄膜或鍍層。化學氣相沉積（CVD ）的特點：在中溫或高溫下，通過氣態(tài)的初始化合物之間的氣象化學反應而沉積固體可以在大氣壓（常壓）或者低于大 氣壓下（低壓）進行沉積，一般來說低壓效果要好些采用等離子和激光輔助技術可以顯著地促進化學反 應，使沉積可在較低的溫度下進行鍍層的化學成分可以改變，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層 可以控制鍍層的密度和純度繞鍍性好，可在復雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍制氣流條件通常是層 流的，在基體表面形成厚的邊界層沉積層通常具有柱狀晶結(jié)構(gòu)，不耐彎曲，但通過各種技術隊化學反應 進行氣相擾動，可以得到細晶

29、粒的等軸沉積層可以形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物鍍層。化學氣相 沉積的應用：可用于要求耐磨、抗氧化、抗腐蝕以及有某些電學、光學和摩擦學性能的部件。等離子體化 學氣相沉積：是介于物理氣相沉積和化學氣相沉積之間的一種處理方法，是借助于氣體輝光放電產(chǎn)生的低 溫等離子體來增強反應物質(zhì)的化學活性，促進氣體間的化學反應，從而能在較低的溫度下沉積出所需的涂 層。激光表面強化處理工藝包括激光淬火、激光涂覆、激光合金化、激光非晶化合激光沖擊硬化等。激光 的特點：高方向性高亮度性高單色性。告訴運動的電子具有波的性質(zhì)。電子束表面處理主要特點：加熱和冷卻速度快與激光相比使用成本低結(jié)構(gòu)簡單電子束與金屬表面藕合性好電子

30、束是在真空 中進行的電子束能量的控制比激光束方便電子束輻照與激光輻照的主要區(qū)別在于產(chǎn)生最高溫度的位置 和最小熔化層的厚度電子束易激發(fā) X射線。離子注入技術：是將注入元素的院子電離成離子，在電廠中 加速獲得較高速度后射入放在真空靶室中的工件表面的一種表面處理技術。分析題冷作模具材料：主要用于制造在（冷狀態(tài)）室溫條件下進行壓制成型的模具，冷作模具材料用量大，使用 面廣其主要性能要求有強度、硬度、韌性和耐磨性，一般采用高碳過共析鋼和萊氏體鋼，如碳素工具鋼， 高耐磨高強模具鋼，低碳高速鋼和基本鋼及用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高合金模具材料。碳素工具鋼：碳素工 具鋼的含碳量在 0.7%1.3%范圍內(nèi)，價格便宜，

31、原材料來源方便，加工性能好，熱處理后可得到用于制作 尺寸不大，形狀簡單受輕負荷的模具零件，碳素工具鋼適宜制造小界面的模具，碳素鋼在淬火后具有高硬 度，但存在淬火內(nèi)應力，塑性低，強度也不高。必須回火，以改善其力學性能，使用碳素工具鋼制造的模 具一般采用低溫回火（W 200 C ）對與制造鍛模用的模具鋼為了得到高的韌性，回火溫度可提高至350C450C。常用的碳素工具 T7,T8,T10,T11,T12其中，T7為亞共析鋼T8為共析鋼，T10,T11,T12為古共析鋼。T7：為高韌性碳素工具鋼，其硬度及韌性都不高，但切削能力較差，多用于制造同時需要有較大的韌性和 一定硬度但對切削能力要求不是很高的

32、工具，如鑿子、沖頭等小尺寸的風動工具，木工用的鋸、鑿。T8 :淬火加熱時過熱敏感性較大，晶粒容易粗化，變形也大，塑性及強度也比較低不宜制造承受較大沖擊的工 具，但熱處理后有較高的硬度及耐磨性，因此多用來制造切削刃口在工作不變熱的工具，如加工木材的鐵 刀、埋頭鉆、斧子等。T10 :在淬火加熱（溫度達 800C）時不致過熱僅保持晶粒組織是力學性能較好的碳 素工具鋼，經(jīng)適當熱處理可得到高的耐磨性，較高輕度和一定韌性，適于制造切削刃口在工作時不變熱的 工具，如加工木材工具手用橫鋸。T11 :具有較好的綜合力學性能如硬度，耐磨性及韌性等，而且對晶粒長大和形成碳化物網(wǎng)的敏感性較小，故適于制造在工作時切削刃

33、口不便任的工具，如絲錐，銼刀，刮刀，尺 寸不大的和界面無急劇變化的冷沖模以及木工刀具，T12 :由于含碳量高，淬火后由較多的過剩碳化物按其耐磨性和硬度，適于做不受重載和切削速度不高，切削刃口不變熱的工具，如制作車床、刨床的車道刨刀、 鉛頭。油淬冷作模具鋼：是在碳素工具鋼的基礎上適當加入鉻、鎢、鉬、錳、硅和磯元素，以提高過冷奧 氏體的穩(wěn)定性，降低了淬火冷卻速度，減少了熱應力組織應力和淬火變形及開裂傾向，鋼的淬透性也明顯 提高。9Mn2V :是一個比碳素鋼具有更好的綜合力學性能和工藝性能的低合金模具鋼，是合金工具鋼中唯 一不含Ni、Cr元素的經(jīng)濟型鋼種。該鋼淬透性較好，崔顥低溫回火后有高的硬度和耐

34、磨性，淬火時可用油 冷，變形較小，易于實現(xiàn)微變形淬火，由于含V減少了猛的過熱敏感性，細化了晶粒，碳化物細小均勻，可加工性能好，該鋼回火抗力差，超過250 C硬度明顯下降。該鋼適于制造碳素工具鋼不能滿足要求的冷作模具零件和塑料模具零件，如一般要求尺寸較小的冷沖壓模和雕刻模等。9SiCr :是低合金刀具用鋼，但也常常制作冷作模具零件，效果很好，它比鉻鋼（Cr2和9Cr2）有更高的淬透性和淬硬型，并且有較高的回火穩(wěn)定性， 適合分級淬火或等溫淬火。9SiCr中因含有硅和鉻所以淬透性好， 適宜分級或等溫淬火，這對于防止模具發(fā)生淬火變形極為有利，因此該鋼可做多種形狀復雜，變形要求較 小的冷作模具零件如沖裁

35、模和打印模等。9CrWMn :是低合金冷作模具鋼，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形較碳化物分布均勻時顆粒細小， 該鋼主要用于碳素工具鋼不能滿足要求的截面較大，形狀較復雜的模具零件，如冷沖模以及各種量規(guī)量具 等。Cr2 :在成分上與滾動軸承鋼 GCr15完全相同，是在碳素工具鋼T10A的基礎上添加一定量的 Cr，因此其淬透性硬度耐磨性都比碳素工具鋼高，接觸疲勞強度也高，且該在熱處理淬火回火時尺寸變化不大，廣泛 用于量具，如樣板、卡板、樣套、量規(guī)、塊規(guī)?？沾憷渥髂＞咪摚嚎沾憷渥髂＞咪摱季哂泻芎玫目绽浯阌残院痛阃感?，其耐磨性好，又具備一定的韌性， 熱處理變形小，適宜制造重負荷高精度達冷作模具，該類

36、鋼基本屬于共析鋼，空淬冷作模具鋼有很好的淬 透性，在給定的淬火溫度下冷卻速度越低，鋼中殘余奧氏體量越多硬度也會越低一些，這類鋼淬火后硬度可達到6265HRC。Cr5Mo1V :屬于中合金空淬模具鋼，具有良好的空淬硬化性能，這對于要求淬火和回火之后必須保持其形狀的復雜模具時極為有益的，該鋼由于空淬引起的變形大約只有含猛系油淬工具鋼的1/4,耐磨性介于猛型和高碳鉻型工具鋼之間，但其韌性比任何一種都好。該鋼特別適用于要求具備好的耐磨性同時又具有好的 韌度的工具，廣泛用于下料模和成型模。Cr6WV :是一種具有較好綜合性能的高碳中鉻冷作模具鋼，該鋼變形小，淬透性良好，具有較好的耐磨性 和一定的沖擊韌性

37、，該鋼由于合金元素和含碳量較低，所以比Cr12的碳化物，在正常情況下（980C）油淬，抗彎強度，沖擊韌度優(yōu)于Cr12MoV。Cr6WV具有廣泛用途，制造具有高機械強度，要求一定的耐磨性和經(jīng)受一定的沖擊載荷的模具，如冷鐓模、圓滾模、鉆套、冷沖模及沖頭、邊切模，以及塊規(guī)量規(guī)等。8Cr2MnWMoVS :是我國研制的含硫易切削精密冷作模具鋼，該鋼預硬化處理到4050HRC仍可以采用高速鋼刀具進行車、銃、刨、鏜、鉆、鉸、攻絲等常規(guī)加工。工藝性能：8Cr2MnWMoVS合金含量中等，碳化物細小分布均勻鍛造變形抗力小，鍛造加工性能良好，關鍵是鍛后必須緩冷（木炭或熱灰）最好熱裝退 火去除應力，否則短劍容易乘

38、勝縱向表面裂痕。退火：可采用球化退火或一般退火切削加工性能均比一般 工具鋼好。球化退化：退火硬度為220240HBS，般退火硬度為 240HBS。高碳高鉻冷作模具鋼：包括Cr12 Cr12MoV Cr12Mo1V1具有高硬度高強度高耐磨性，易淬透，穩(wěn)定性高，抗壓強度高及淬火變形小等 優(yōu)點。Cr12 :是高碳高鉻型冷作模具鋼的代表性鋼號之一，含有極高量的C2.00%2.30%和CrII.OO%13%，屬萊氏體鋼，所以有很高的淬透性，淬硬性和耐磨性且淬火變形小，但當碳化物不均勻時變形量多向性且不規(guī)則，它的組織不良是主要缺點，不均勻的碳化物很難用人處理方法改善，除非改用粉末押金法制造，由于Cr12鋼

39、的含碳量很高，所以沖擊韌度較差，易脆裂，導熱性和高溫塑性也差，加工時要和注意加熱和鍛造 工藝，Cr12有良好的耐磨性，但耐沖擊較差，容易脆裂，主要用于制造，沖擊負荷較小，要求高耐磨的冷 沖模工作零件，冷擠壓模的凹模，拉絲模，壓印模等。Cr12MoV :是Cr12發(fā)展而來的，由于含碳量較低且添加了 MO , V碳化物不均勻性較 Cr12有所改善，所 以強度，韌度都比較高，有較好的韌加工性，具有更高的淬透性，淬火變形較小，在300C400C時仍能保持良好的硬度和耐磨性。Cr12Mo1V1，簡稱D2,是國際上廣泛用的高碳高鉻型冷作模具鋼，屬于萊氏體鋼，是仿美國ASTM標準中的D2而引進的新鋼號，由于 Cr12Mo1V1中的Mo， V含量比Cr12MoV高，改善了鋼的鑄造組織，細化 了精力，改善碳化物的形貌，因而其強韌性較 Cr12MoV高，耐磨性也有所增加。Cr12Cr4W2MoV :是代替 Cr12而研制的一種新型高碳中鉻鋼，性能比較穩(wěn)定，其模具的使用壽命較Cr12MoV有較大提高，Cr4W2MoVd成分特點是鉻的質(zhì)量分數(shù)減少