模具材料及表面强化处理

项目一 模具钢基础理论 1

任务一 概述 1

一、模具钢的重要性 1

二、发展简史 1

三、国外模具钢发展概况 3

任务二 模具钢的分类、性能及主要用途 7

一、分类 7

二、性能要求 10

任务三 模具钢的主要用途 14

一、冷作模具用钢 14

二、热作模具用钢 19

三、塑料模具用钢 22

项目二 碳素工具钢 25

任务一 原材料检验 25

一、退火组织检验 25

二、网状碳化物检验 27

三、脱碳层和石墨碳检验 28

任务二 热处理工艺、组织和性能 29

一、概述 29

二、常规热处理工艺、组织和性能 30

任务三 等温淬火工艺、组织和性能 32

任务四 缺陷组织 32

一、淬火软点 32

二、过热过烧组织 33

三、表面贝氏体和片层状马氏体 33

四、硬度不足 34

五、火焰淬火缺陷 34

六、碳化物网 34

七、冷却不均匀 35

任务五 模具钢的冶炼质量检验 35

一、模具钢的冶炼质量问题 35

二、钢的低倍缺陷举例：白点示例 37

二、模具钢的冶炼质量要求 38

任务六 金相试样的制备与观察 38

一、制样方法 38

二、金相显微镜的构造及使用 41

项目三 低合金工模具钢 49

任务一GCr15钢 50

一、原材料检验 50

二、球化组织检验 54

三、热处理工艺、组织和性能 57

四、缺陷组织、异常组织和失效分析实例 64

五、温挤压工艺和组织 69

任务二CrWMn钢 70

一、原材料检验 70

二、钢常规热处理工艺、组织和性能 71

三、CrWMn钢的双细化工艺、组织和性能 73

四、CrWMn钢等温淬火工艺、组织和性能 74

五、失效分析实例 75

任务三9SiCr钢 78

一、9SiCr钢的热处理工艺、组织和性能 79

二、失效分析实例 81

任务四9Mn2V钢 83

一、9Mn2V钢的热处理工艺、组织和性能 83

二、缺陷组织和失效分析实例 84

项目四 高合金冷作模具钢 86

任务一 概述 86

任务二 改变共晶碳化物分布、粒度、形态的各种工艺方法 87

一、冶炼、浇注工艺对碳化物形态和分布的影响 87

二、Cr12钢系模具钢的锻造 88

三、锻造余热淬火—双细化工艺 90

四、固溶双细化工艺 92

任务三 原材料检验 93

一、共晶碳化物不均匀度的检查 94

二、网状二次碳化物的检查 95

任务四 常规热处理工艺 96

一、调质预处理 96

二、最终热处理 97

任务五 金相组织检验 98

任务六 力学性能 101

一、硬度 101

二、扭转性能和弯曲性能 101

三、韧性 102

任务七 等温淬火工艺、组织和性能 102

任务八 组织缺陷 104

一、过热过烧组织 104

二、机械加工烧伤 105

三、磨削裂纹 105

四、碳化物不均匀分布 107

五、电加工缺陷 107

项目五 高速钢 110

任务一 原材料检验 111

任务二 热处理工艺、组织和性能 114

一、常规淬火工艺和组织 115

二、回火工艺和组织 117

三、力学性能 119

任务三 高速钢冷作模具热处理工艺、组织和性能 119

任务四 热处理质量检验 121

一、过热过烧组织检验 121

二、回火质量检验 123

任务五 高速钢等温淬火工艺、组织和性能 124

项目六 基体钢 127

任务一65Nb钢 129

一、常规热处理工艺、组织和性能 130

二、超细化处理及其组织 133

三、等温淬火工艺、组织和性能 133

任务二012A1钢 134

一、热加工工艺和组织 135

二、力学性能 136

三、缺陷组织 138

任务三CG-2钢 138

一、热加工工艺和组织 139

二、力学性能 140

项目七 新型模具钢 142

任务一LD钢 142

任务二GM钢 144

一、热加工工艺和组织 145

二、力学性能 147

项目八 钢结硬质合金 149

任务一 概述 149

任务二 原材料检验 150

一、样品制备 150

二、孔隙度检验 151

三、污垢度检验 151

四、氧化铁杂质检验 151

五、石墨检验 152

任务三 热处理工艺和金相组织 152

一、球化退火 152

二、最终热处理工艺 153

三、钢结硬质合金的金相组织 155

四、钢结硬质合金的力学性能 156

项目九 高韧性热作模具钢 159

任务一5 CrMnMo钢和5CrNiMo钢 159

一、常规热处理工艺、组织和性能 160

二、等温淬火工艺、组织和性能 162

三、缺陷组织 163

任务二H11钢 164

项目十高热强钢 167

任务一3Cr2W8V钢 167

一、概述 167

二、原材料检验 169

三、热处理工艺和组织 174

四、力学性能 179

五、缺陷实例和失效分析 182

任务二Y系列热作模具钢 183

一、Y10钢热加工工艺、组织和性能 184

二、Y4钢热加工工艺、组织和性能 187

项目十一 强韧兼备的热作模具钢 191

任务一H13钢 191

一、原材料检验 192

二、热处理工艺和组织 195

三、力学性能 197

四、H13钢与3Cr2W8V钢的性能对比 199

五、缺陷组织实例 201

任务二HM3钢 203

一、热加工工艺和组织 203

二、力学性能 205

任务三ER8钢 207

一、概述 207

二、热处理工艺和组织 208

三、力学性能 210

项目十二 塑料模具用钢 211

任务一 预硬型塑料模具钢 212

任务二 易切削预硬型塑料模具钢 213

一、加硫预硬型塑料模具钢 214

二、二元易切削预硬型塑料模具钢 217

任务三 时效硬化型塑料模具钢 221

一、PMS钢 221

二、SM2钢 223

项目十三 工模具钢的表面强化处理 225

任务一 工模具钢渗碳和碳氮共渗 225

一、渗碳和碳氮共渗工艺 225

二、渗碳和碳氮共渗层组织和性能 227

任务二 工模具钢渗氮及氮碳共渗 231

一、渗氮及氮碳共渗工艺 232

二、渗氮及氮碳共渗层的性能 234

参考文献 236