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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