内容简介:
在机械制造工业中,最广泛使用的为各种冷冲压模、热锻压模、塑料模等,当前由于冷挤、冷镦、精冲、精锻等工艺的发展,塑性加工工艺由毛坯生产进入成品加工的领域,使模具的精度不断提高,载荷大幅度增强,由此所用材料由普通结构钢扩展到高强度钢和高温合金。要求模具有更高的强度、耐磨性、耐热性、抗热疲劳能力及良好的韧性,使钢的整体强化和表面强化技术不断提高。但怎样使钢材在进行各种强化的同时具备必要的韧性,即强韧化处理成为解决模具早期破坏问题提高模具寿命的研究课题。
本书从实际应用的角度出发,除了介绍工模具材料的分类、模具失效形式、模具材料的选择和整体强化、表面强化外,还集中介绍了工模具材料的强韧化理论及实践。本书可为工模具的设计、制造、使用人员提供解决模具寿命问题的基本思路和方法,也可供工科院校师生及相关科研单位的科研人员参考。
前言:
工模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等工业部门的重要工艺装备,是保证高效率生产、高产品质量和降低生产成本的重要手段。随着工业技术的迅速发展,各部门都广泛地采用新的高精度、高效率的模具成形工艺,传统的切削加工方法也遇到了空前的挑战。目前,机械工业约70%的零件采用模具成形,不少行业中,模具费用已占产品成本的15%~30%,加工工具尤其是数控加工刀具的费用所占比例在不断提高。模具钢是用于制造冷作模具、热作模具和塑料模具的材料,一般合金工具钢中模具用钢约占70%~80%。尤其是冷作模具钢和热作模具钢是在非常苛刻的条件下工作,加工工具也向高效、高强韧性方向发展,因此要求工模具材料具有高的强度,高的硬度,良好的冲击韧度、淬透性、热稳定性和抗冷热疲劳性等良好的综合力学性能。
工模具材料品种繁多,热处理工艺要求高,金相组织颇为复杂。因选材或热处理工艺不当,尤其是如果对整体强化、表面强化处理等方法不能很好地运用,将导致综合性能不佳,使工模具过早失效,甚至一用即开裂,这是当前工模具的多发病、疑难症。因而,工模具的设计者、生产者及使用者迫切需要一种形成体系、理论联系实际、系统阐述工模具的使用条件、材料选择、毛坯成形及常规热处理、通过表面强化特别是强韧化处理解决工模具早期失效的指导性书籍。本书从发掘材料的性能潜力出发,从表面强化、整体强韧化及复合热处理综合运用的角度入手,深入探讨解决工模具早期失效的有效途径,理论联系实际,简明扼要,图文并茂,实用性强。
本书共分5章,第一章:影响工模具寿命的基本因素;第二章:工模具材料的常用热处理和毛坯成形;第三章:工模具材料的性能与应用;第四章:工模具表面强化处理;第五章:工模具材料的强韧化处理。本书是在参阅了大量国内外文献资料的基础上,结合作者多年从事材料热处理工作和教学、科研工作中的思考与实践编写而成,编写的过程中还得到了刘少光、赵昌盛、尤永龙、黄言态、刘长江、李立光等专家、老师的大力支持,同时参考引用了大量的有关文献资料、图表等,在此一并致以衷心的感谢。由于作者水平有限,书中不足之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
目录:
前言
第1章影响工模具寿命的基本因素1
11模具设计对使用寿命的影响1
111结构不合理1
112应力集中因素的影响3
12模具制造质量对模具寿命的影
响4
121模具锻造与热处理对寿命的影响5
122模具冷加工质量的影响7
123模具材料的影响9
124模具使用条件的影响12
13常用模具的失效形式13
131冷作模具失效特征13
132热作模具失效特征16
第2章工模具材料的常用热处理和毛坯
成形22
21工模具钢热处理基础22
211工模具钢退火22
212工模具钢正火26
213工模具钢淬火和回火27
22模具毛坯的锻造及软化处理34
221锻造质量对性能的影响35
222模具锻造的基本方法36
23模具冷压毛坯的软化处理40
231冷压毛坯的组织与硬度要求41
232冷压毛坯软化处理41
24冷作模具钢的热处理42
241非合金工具钢的热处理43
242低合金冷作模具钢的热处理45
243高合金冷作模具钢的热处理48
244火焰淬火型冷作模具钢的热处
理50
245冷作模具用高速工具钢的热处
理50
246基体钢的热处理51
25热作模具钢的热处理53
251高韧性热作模具钢的热处理53
252高热强钢的热处理54
253高强韧性热作模具钢的热处理55
26塑料模具钢的热处理56
261预硬化型塑料模具钢的热处理57
262易切削塑料模具钢的热处理57
263渗碳型塑料模具钢的热处理58
264时效硬化型塑料模具钢的热处
理59
第3章工模具材料的性能与应用60
31冷作模具钢60
311非合金(碳素)工具钢60
312低合金工模具钢64
313高碳高铬型微变形冷作模具钢75
314高速钢80
315基体钢84
32热作模具钢90
321高韧性热作模具钢90
322高热强钢97
323高强韧性热作模具钢106
324高耐磨热作模具钢117
33塑料模具钢118
331非合金塑料模具钢119
332预硬型塑料模具钢120
333易切削预硬型塑料模具钢122
334时效硬化型塑料模具钢127
335渗碳、淬硬型塑料模具钢132
336耐腐蚀型塑料模具钢135
第4章工模具表面强化处理138
41概述138
42化学热处理138
421化学热处理的基本过程139
422化学热处理的分类及基本性能140
423渗碳142
424碳氮共渗149
425渗氮151
426氮碳共渗155
427硫氮共渗160
428渗硼161
429渗金属166
43表面淬火172
431感应加热表面淬火173
432火焰加热表面淬火175
44高能量密度表面强化177
441激光加热表面强化177
442电子束加热表面处理182
443离子注入表面强化184
45气相沉积技术186
451物理气相沉积技术(PVD)186
452化学气相沉积(CVD)193
453气相沉积的应用197
46热喷涂与热喷焊技术201
461火焰喷涂202
462粉末火焰喷焊206
463其他喷涂技术208
47电火花表面强化211
471电火花表面强化原理211
472电火花强化层的特性213
48堆焊215
481电弧堆焊216
482等离子弧堆焊220
483电渣堆焊221
第5章工模具材料的强韧化处理224
51强化钢铁材料的基本手段225
511加工硬化227
512固溶强化227
513晶界强化229
514第二相沉淀强化231
515相变强化232
516形变热处理241
52脆性247
521回火脆性247
522低温脆性251
523氢脆性253
524渗层脆性254
53工模具材料的强韧化255
531钢中奥氏体晶粒及自由碳化物相的
超细化处理256
532利用混合组织的性能258
533控制马氏体、贝氏体形态的淬
火261
534真空热处理263
535复合热处理技术265
536控制冷却的方法268
537合金元素在强韧化中的作用272
538强韧化处理的实践与应用277
附录285
参考文献303