【正文】 固體表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并在其上面生成固態(tài)沉積膜的過(guò)程。其中，溶劑處理是該工藝的重要環(huán)節(jié)，是提高鍍層質(zhì)量、防止漏鍍的關(guān)鍵步驟。 熱浸鍍是將一種基體金屬浸在熔融狀態(tài)的另一種低熔點(diǎn)金屬中，在其表面形成一層金屬保護(hù)膜的方法。 化學(xué)鍍 化學(xué)鍍是利用合適的還原劑，使溶液中的金屬離子在經(jīng)催化的表面上還原出金屬鍍層的一種化學(xué)方法。 電刷鍍 電刷鍍是依靠一個(gè)與陽(yáng)極聯(lián)接的墊或刷提供電鍍需要的電解液，電鍍時(shí)，墊或刷在被鍍的陰極上移動(dòng)的一種電鍍方法。目前生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的有低溫氣體氮碳共滲和中溫氣體碳氮共滲兩種方法。其中固體法和液體浴法應(yīng)用最多。 滲硼 滲硼是模具制造中比較有效的一種化學(xué)熱處理工藝。 鋼的滲氮（氮化） 簡(jiǎn)介氣體滲氮和離子滲氮兩種方法。一般情況下，滲碳在 850～ 950℃ 進(jìn)行。含有鉻、鉬、鋁、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能，用作塑料模時(shí)進(jìn)行滲氮處理可大大提高耐磨性。 塑料模具的制造工藝路線 塑料模具的熱處理特點(diǎn) 塑料模的表面處理 ，鍍鉻層在大氣中具有強(qiáng)烈的鈍化能力，能長(zhǎng)久保持金屬光澤，在多種酸性介質(zhì)中均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 下料 → 鍛造模坯 → 退火 → 機(jī)械粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 機(jī)械精加工 →修整、拋光 → 裝配。 （ 1）鍛造工藝 （ 2）固溶處理 （ 3）時(shí)效處理 （ 4）淬透性及淬火變形 其它塑料模具材料 選用不同品種鋼材作塑料模具，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類(lèi)型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。但是將此固溶體進(jìn)行時(shí)效處理，即加熱到某一較低溫度并保溫一段時(shí)間后，固溶體中就會(huì)析出細(xì)小彌散的金屬化合物，從而造成鋼的強(qiáng)化和硬化。 碳素工具鋼僅適于制造尺寸不大，受力較小，形狀簡(jiǎn)單以及變形要求不高的塑料模；低合金冷作模具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜和精度較高的塑料模； Cr12型鋼適于制造要求高耐磨性的大型、復(fù)雜和精密的塑料模；W6Mo5Cr4V2鋼適于制造要求強(qiáng)度高和耐磨性好的塑料模；熱作模具鋼適合于制造有較高強(qiáng)韌性和一定耐磨性的塑料模。 塑料模具材料 滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成形的塑料模。 塑料模具材料的性能要求 隨著塑料產(chǎn)量的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)塑料模具提出了越來(lái)越高的要求，促進(jìn)了塑料模具的不斷發(fā)展。 。 塑料模具的工作條件 塑料模具的主要失效形式 塑料模具的基本失效形式也是表面磨損、塑性變形及斷裂，但由于對(duì)塑料制品的表面粗糙度及精度要求較高，故因表面磨損造成的模具失效比例較大。 塑料模具的使用壽命與模具的工作條件及失效形式有著密切關(guān)系。 （ 1）鍛造與退火（ 2）淬火（ 3）回火 （ 1）鍛造工藝（ 2）預(yù)先熱處理 （ 3）淬火及回火（ 4）化學(xué)熱處理工藝 （ 1）穩(wěn)定化處理（去應(yīng)力退火） （ 2）預(yù)處理 （ 3）淬火及回火 （ 4）表面強(qiáng)化處理 主要熱作模具的熱處理特點(diǎn) 塑料模具是利用其自身特定的形狀和尺寸來(lái)成型塑料制品的。 （ 2）熱擠壓模的制造工藝路線 下料 → 鍛造 → 預(yù)先熱處理 → 機(jī)械加工成形 → 淬火及回火 → 研磨拋光。其中 3Cr2W8V鋼是制造壓鑄模的典型鋼種，常用于制造壓鑄鋁合金和銅合金的壓鑄模；與其性能和用途相類(lèi)似的還有 3Cr3Mo3W2V鋼。 錘鍛模常用鋼種主要有： 5CrNiMo、 5CrMnMo、 4CrMnSiMoV等，此外還有國(guó)內(nèi)近年來(lái)研制的新鋼種，如 4SiMnMoV、 5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。 熱作模具材料的性能要求 熱作模具材料 熱作模具鋼的分類(lèi)及鋼號(hào) （ 1）按用途分類(lèi)：熱鍛模用鋼、熱擠壓模用鋼、壓鑄模用鋼、熱沖裁模用鋼。此外，錘鍛模尺寸比較大，還要求錘鍛模用鋼具有高的淬透性。 型腔表面承受液態(tài)金屬的沖刷、侵蝕、高溫及急冷急熱作用。因此，模具的失效形式不同，對(duì)模具材料的性能要求也各不相同。 拉深模的典型熱處理規(guī)范見(jiàn)表 155。氧化脫碳會(huì)造成模具淬火后硬度不足或出現(xiàn)軟點(diǎn)。 （ 3）對(duì)于以脆性破壞為主，韌性不足的采用等溫淬火工藝，（ 4）應(yīng)用表面強(qiáng)化處理。 （ 5）采用表面處理。 （ 1）對(duì)于碳素工具鋼制冷鐓凹模，常采用噴水淬火法。 （ 1）冷作模具鋼的低溫淬火工藝 （ 2）冷作模具鋼的高溫淬火工藝 （ 3）冷作模具鋼的微細(xì)化處理 （ 4）冷作模具鋼的分級(jí)淬火和等溫淬火 （ 5）其它強(qiáng)韌化處理方法 模具在最終淬火、回火之前進(jìn)行的正火、球化退火、調(diào)質(zhì)以及低溫回火等統(tǒng)稱預(yù)備熱處理，而最終熱處理工序是使模具獲得必要的性能，保證模具壽命的重要工序。 （ 3）復(fù)雜冷作模具 鍛造 → 球化退火 → 機(jī)械粗加工 → 高溫回火或調(diào)質(zhì) → 機(jī)械加工成形 → 鉗工修配。 冷作模具的熱處理工藝 模具的成形加工和熱處理工序安排對(duì)模具的質(zhì)量也有很大影響，在制定與實(shí)施熱處理工藝時(shí)，必須予以考慮。該鋼具有非常低的磁導(dǎo)率、高的硬度、強(qiáng)度和較好的耐磨性。 高耐磨高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 （ GM）鋼 9Cr6W3Mo2V2（ GM）鋼的耐磨性、強(qiáng)韌性、加工性能都優(yōu)于 Cr12形鋼，是較理想的精密、耐磨冷作模具鋼。基體鋼是指具有高速鋼正常淬火后基體成分的鋼，這類(lèi)鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 %左右，合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 10%～ 20%范圍內(nèi)，在具有一定耐磨性和硬度的前提下，抗彎強(qiáng)度的韌性得到顯著改善。 常用的鋼號(hào)有 W18Cr4V（ 1841）、 W6Mo5Cr4V2（ 6542）、 W12Mo3Cr4V3N（ V3N）以及為提高韌性而研制的降碳降釩高速鋼 6W6Mo5Cr4V（低碳 M2或稱 6Ｗ 6），這些鋼在制造重載荷的冷作模具方面取得了良好的使用效果。 高耐磨微變形冷作模具鋼 硬度高、耐磨性高、淬透性好，加入 Mo和 V的 Cr12MoV及Cr12Mo1V1鋼，回火穩(wěn)定性和淬透性高，改善了鋼的韌性。 （ 1）鍛造工藝 （ 2）退火工藝 （ 3）淬火工藝 （ 4）回火工藝 CrWMn主要用作輕載拉深模及彎曲翻邊模等。這里僅介紹前面三種。該鋼具有過(guò)共析成分，并加入少量的鉻以提高淬透性和耐回火性。 冷作模具材料 冷作模具鋼是應(yīng)用最廣的冷作模具材料。 （ 2）冷拉深模： 對(duì)冷拉深模用鋼的性能要求，主要是模具應(yīng)有高的強(qiáng)度和耐磨性，在工作時(shí)不發(fā)生黏附和劃傷，具有一定韌性及較好的切削加工性能，并要求熱處理時(shí)模具變形小。臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。 （ 4）咬合抗力 咬合抗力實(shí)際就是對(duì)發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。 2）疲勞斷裂抗力：由在一定的循環(huán)載荷下所表現(xiàn)的斷裂循環(huán)次數(shù)或在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)導(dǎo)致試樣斷裂的載荷值來(lái)表征，可用下列指標(biāo)來(lái)反映：小能量多次沖擊斷裂功或多次沖擊斷裂壽命；拉 壓疲勞強(qiáng)度或疲勞壽命；接觸疲勞強(qiáng)度或接觸疲勞壽命。 2）壓縮屈服點(diǎn)：壓縮屈服點(diǎn)是衡量冷作模具材料變形抗力的主要指標(biāo)。 （ 2）變形抗力 表征冷作模具材料變形抗力的指標(biāo)，主要有硬度、拉伸屈服點(diǎn)、壓縮屈服點(diǎn)、彎曲屈服點(diǎn)。因此，冷作模具材料應(yīng)具有高的磨損抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、抗咬合能力等。黏附是拉深過(guò)程常出現(xiàn)的問(wèn)題，是造成模具咬合失效的重要原因，模具表面越硬，越光潔，如在潤(rùn)滑條件較好的條件下拉深，則越不易發(fā)生黏附現(xiàn)象。 （ 1） 冷沖裁模 （ 2） 冷拉深模 （ 3） 冷鐓模 （ 4） 冷擠壓模 冷作模具的失效形式 （ 1）冷沖裁模 磨損是沖裁模最基本的失效形式，當(dāng)刃口磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使沖件產(chǎn)生毛刺，此時(shí)模具就會(huì)因磨損超差而不能再用。當(dāng)工件表面出現(xiàn)劃痕和拉溝時(shí)，模具必須進(jìn)行研磨與拋光，特別是在拉深成形中出現(xiàn)咬合現(xiàn)象時(shí)，模具必須經(jīng)過(guò)修整后才能繼續(xù)生產(chǎn)。 （ 4）咬合失效 當(dāng)坯料與模具表面接觸時(shí)，在高壓摩擦下，潤(rùn)滑油膜破壞，發(fā)生咬合。 （ 2）變形失效 模具在使用過(guò)程中發(fā)生塑性變形，失去原有的幾何形狀，通常發(fā)生在硬度偏低或淬硬層太薄的模具，具體表現(xiàn)為凸模鐓粗、彎曲；凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、模孔脹大等。它們的特點(diǎn)是破損大多產(chǎn)生在受力最大的工作部位，或是在截面變化的應(yīng)力集中處。 冷作模具的工作條件 冷擠壓成形時(shí) ,凸模受到巨大的壓應(yīng)力，當(dāng)毛坯端面不平整，凸模和凹模不同心時(shí)，凸模必然會(huì)受到彎曲應(yīng)力的作用，此外，脫模時(shí)由于毛坯與凸模之間的摩擦，使凸模還受到拉應(yīng)力的作用。 冷作模具的工作條件 冷鐓成形工藝主要用在緊固件、滾動(dòng)軸承、滾子鏈條、汽車(chē)零件等。 冷作模具的工作條件 冷彎曲模主要用于各種金屬零件的彎曲成形，作用于模具的力量不很大。 冷作模具的工作條件 冷沖裁模主要用于各種板材的沖切及成形。 冷作模具零件的失效形式 冷作模具主要有如下幾種類(lèi)形： 冷沖裁模、冷擠壓模、冷鐓模、拉深模、冷彎曲模等。 影響模具壽命的主要因素 （ 1）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)模具壽命的影響 （ 2）模具材料對(duì)模具壽命的影響 （ 3）模具制造質(zhì)量對(duì)模具壽命的影響 （ 4）模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)模具壽命的影響 （ 5）模具的使用對(duì)模具壽命的影響 。 HR HB HV 模具的失效形式 模具失效是指模具喪失正常工作能力。 （ 2）硬度 :衡量材料軟硬程度的性能指標(biāo)，實(shí)際上它是表征著材料對(duì)變形和接觸應(yīng)力的抗力。課程任務(wù)是使學(xué)生具有必需的模具材料及表面處理方面的基本知識(shí)和基本技能。 能力培養(yǎng)目標(biāo)： （ 1）具有合理選用模具材料的初步能力。 本課程的性質(zhì)和要求 知識(shí)教學(xué)目標(biāo) : （ 1）了解當(dāng)前模具材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 模具材料的應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢(shì) 模具表面處理技術(shù) 采用表面處理技術(shù)可以延緩和控制表面的破壞，成為提高模具壽命的有效方法，在解決問(wèn)題的同時(shí)，促進(jìn)了表面處理技術(shù)的發(fā)展。 （ 2）在熱作模具鋼方面：研制新鋼種，如 4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi(5Cr2)；熱鍛、熱擠、精鍛、輥鍛用的4Cr3Mo3W4VNb（ GR）等；冷熱兼用的 5Cr4Mo3SiMnVAl（ 012Al）等。 “模具是工業(yè)之母”，模具性能好壞，壽命高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。模具作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，涉及機(jī)械、汽車(chē)、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè)，量大面廣，品種繁多。 （ 1）在冷作模具鋼方面：開(kāi)發(fā)了一批高性能的新鋼種，如7CrSiMnMoV(CH1)、 Cr12Mo1V1(D2)鋼等。這些鋼種強(qiáng)韌性適當(dāng)，熱處理工藝較簡(jiǎn)便，變形小，易于切削加工。 （ 3）復(fù)合技術(shù)：復(fù)合技術(shù)大多是為涂鍍耐磨層而開(kāi)發(fā)的。 （ 4）熟悉常見(jiàn)的模具表面處理方法。 本課程是模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程。 模具材料的主要性能指標(biāo) （ 1）強(qiáng)度 :表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標(biāo)。 （ 5）疲勞抗力：材料在交變載荷作用下抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)。 模具的主要失效形式是斷裂、過(guò)量變形、表面損傷和冷熱疲勞。 。由于加載形式和被加工材料的性質(zhì)、規(guī)格不同，因而各種模具的工作條件差別很大，故其失效形式也不相同。在沖裁中、厚鋼板時(shí)，尤其是在厚鋼板上沖小孔，沖頭所承受的單位壓力很大，對(duì)模具要求更高。如果被拉深的板材較薄、強(qiáng)度較低、塑性較高、模具承受載荷較輕時(shí)，屬于輕載拉深；如被拉深材料強(qiáng)度較高或板材較厚時(shí)，則模具承受載荷較大，屬于重載拉深。冷鐓凹模的型腔承受沖擊性脹力，型腔表面還承受強(qiáng)烈的摩擦和壓力。 冷作模具的失效形式 （ 1） 斷裂失效 （ 2） 變形失效 （ 3） 磨損失效 （ 4） 咬合失效 （ 5） 啃傷失效 （ 1）斷裂失效 模具在使用中突然出現(xiàn)裂紋或發(fā)生破損而失效，按其損壞情況可分為局部破損（剝落、崩刃、掉牙等）和整體性破損（如碎裂、斷裂、脹裂、劈裂等）。 2）疲勞斷裂失效 :主要是由于循環(huán)應(yīng)力所造成，其斷裂過(guò)程要比脆斷失效緩慢的多。 在模具中常遇到的磨損形式有，磨料磨損、黏著磨損、腐蝕磨損和疲勞磨損等。 在彎曲、拉深、冷鐓、冷擠壓等成形中，咬合是最常見(jiàn)的一種失效形式。一旦出現(xiàn)啃傷后，模具的修磨量劇增到 ～ ，才能去除損傷部分恢復(fù)銳利的刃口。 （ 2）冷拉深模