【正文】 固體表面上進行化學反應，并在其上面生成固態(tài)沉積膜的過程。其中，溶劑處理是該工藝的重要環(huán)節(jié)，是提高鍍層質量、防止漏鍍的關鍵步驟。 熱浸鍍是將一種基體金屬浸在熔融狀態(tài)的另一種低熔點金屬中，在其表面形成一層金屬保護膜的方法。 化學鍍 化學鍍是利用合適的還原劑，使溶液中的金屬離子在經催化的表面上還原出金屬鍍層的一種化學方法。 電刷鍍 電刷鍍是依靠一個與陽極聯接的墊或刷提供電鍍需要的電解液，電鍍時，墊或刷在被鍍的陰極上移動的一種電鍍方法。目前生產中應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用最多。 滲硼 滲硼是模具制造中比較有效的一種化學熱處理工藝。 鋼的滲氮（氮化） 簡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，用作塑料模時進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 塑料模的表面處理 ，鍍鉻層在大氣中具有強烈的鈍化能力，能長久保持金屬光澤，在多種酸性介質中均不發(fā)生化學反應。 下料 → 鍛造模坯 → 退火 → 機械粗加工 → 調質 → 機械精加工 →修整、拋光 → 裝配。 （ 1）鍛造工藝 （ 2）固溶處理 （ 3）時效處理 （ 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，其化學成分和力學性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。但是將此固溶體進行時效處理，即加熱到某一較低溫度并保溫一段時間后，固溶體中就會析出細小彌散的金屬化合物，從而造成鋼的強化和硬化。 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、復雜和精密的塑料模；W6Mo5Cr4V2鋼適于制造要求強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 隨著塑料產量的提高和應用領域的擴大，對塑料模具提出了越來越高的要求，促進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系。 （ 1）鍛造與退火（ 2）淬火（ 3）回火 （ 1）鍛造工藝（ 2）預先熱處理 （ 3）淬火及回火（ 4）化學熱處理工藝 （ 1）穩(wěn)定化處理（去應力退火） （ 2）預處理 （ 3）淬火及回火 （ 4）表面強化處理 主要熱作模具的熱處理特點 塑料模具是利用其自身特定的形狀和尺寸來成型塑料制品的。 （ 2）熱擠壓模的制造工藝路線 下料 → 鍛造 → 預先熱處理 → 機械加工成形 → 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，此外還有國內近年來研制的新鋼種，如 4SiMnMoV、 5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。 熱作模具材料的性能要求 熱作模具材料 熱作模具鋼的分類及鋼號 （ 1）按用途分類：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)范見表 155。氧化脫碳會造成模具淬火后硬度不足或出現軟點。 （ 3）對于以脆性破壞為主，韌性不足的采用等溫淬火工藝，（ 4）應用表面強化處理。 （ 5）采用表面處理。 （ 1）對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）冷作模具鋼的微細化處理 （ 4）冷作模具鋼的分級淬火和等溫淬火 （ 5）其它強韌化處理方法 模具在最終淬火、回火之前進行的正火、球化退火、調質以及低溫回火等統(tǒng)稱預備熱處理，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）復雜冷作模具 鍛造 → 球化退火 → 機械粗加工 → 高溫回火或調質 → 機械加工成形 → 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模具的質量也有很大影響，在制定與實施熱處理工藝時，必須予以考慮。該鋼具有非常低的磁導率、高的硬度、強度和較好的耐磨性。 高耐磨高強韌性冷作模具鋼 （ GM）鋼 9Cr6W3Mo2V2（ GM）鋼的耐磨性、強韌性、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，這類鋼的碳質量分數一般為 %左右，合金元素質量分數在 10%～ 20%范圍內，在具有一定耐磨性和硬度的前提下，抗彎強度的韌性得到顯著改善。 常用的鋼號有 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 冷作模具鋼是應用最廣的冷作模具材料。 （ 2）冷拉深模： 對冷拉深模用鋼的性能要求，主要是模具應有高的強度和耐磨性，在工作時不發(fā)生黏附和劃傷，具有一定韌性及較好的切削加工性能，并要求熱處理時模具變形小。臨界載荷愈高，標志著咬合抗力愈強。 （ 4）咬合抗力 咬合抗力實際就是對發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。 2）疲勞斷裂抗力：由在一定的循環(huán)載荷下所表現的斷裂循環(huán)次數或在規(guī)定的循環(huán)次數導致試樣斷裂的載荷值來表征，可用下列指標來反映：小能量多次沖擊斷裂功或多次沖擊斷裂壽命；拉 壓疲勞強度或疲勞壽命；接觸疲勞強度或接觸疲勞壽命。 2）壓縮屈服點：壓縮屈服點是衡量冷作模具材料變形抗力的主要指標。 （ 2）變形抗力 表征冷作模具材料變形抗力的指標，主要有硬度、拉伸屈服點、壓縮屈服點、彎曲屈服點。因此，冷作模具材料應具有高的磨損抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、抗咬合能力等。黏附是拉深過程常出現的問題，是造成模具咬合失效的重要原因，模具表面越硬，越光潔，如在潤滑條件較好的條件下拉深，則越不易發(fā)生黏附現象。 （ 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，當刃口磨損嚴重時，會使沖件產生毛刺，此時模具就會因磨損超差而不能再用。當工件表面出現劃痕和拉溝時，模具必須進行研磨與拋光，特別是在拉深成形中出現咬合現象時，模具必須經過修整后才能繼續(xù)生產。 （ 4）咬合失效 當坯料與模具表面接觸時，在高壓摩擦下，潤滑油膜破壞，發(fā)生咬合。 （ 2）變形失效 模具在使用過程中發(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，具體表現為凸模鐓粗、彎曲；凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、?？酌洿蟮?。它們的特點是破損大多產生在受力最大的工作部位，或是在截面變化的應力集中處。 冷作模具的工作條件 冷擠壓成形時 ,凸模受到巨大的壓應力，當毛坯端面不平整，凸模和凹模不同心時，凸模必然會受到彎曲應力的作用，此外，脫模時由于毛坯與凸模之間的摩擦，使凸模還受到拉應力的作用。 冷作模具的工作條件 冷鐓成形工藝主要用在緊固件、滾動軸承、滾子鏈條、汽車零件等。 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）模具結構設計對模具壽命的影響 （ 2）模具材料對模具壽命的影響 （ 3）模具制造質量對模具壽命的影響 （ 4）模具的熱處理質量與表面強化對模具壽命的影響 （ 5）模具的使用對模具壽命的影響 。 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，實際上它是表征著材料對變形和接觸應力的抗力。課程任務是使學生具有必需的模具材料及表面處理方面的基本知識和基本技能。 能力培養(yǎng)目標： （ 1）具有合理選用模具材料的初步能力。 本課程的性質和要求 知識教學目標 : （ 1）了解當前模具材料的現狀和發(fā)展趨勢。 模具材料的應用狀況及發(fā)展趨勢 模具表面處理技術 采用表面處理技術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，在解決問題的同時，促進了表面處理技術的發(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，直接影響產品的質量和經濟效益。模具作為國民經濟的基礎工業(yè)，涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，量大面廣，品種繁多。 （ 1）在冷作模具鋼方面：開發(fā)了一批高性能的新鋼種，如7CrSiMnMoV(CH1)、 Cr12Mo1V1(D2)鋼等。這些鋼種強韌性適當，熱處理工藝較簡便，變形小，易于切削加工。 （ 3）復合技術：復合技術大多是為涂鍍耐磨層而開發(fā)的。 （ 4）熟悉常見的模具表面處理方法。 本課程是模具設計與制造專業(yè)的專業(yè)課程。 模具材料的主要性能指標 （ 1）強度 :表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標。 （ 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。 模具的主要失效形式是斷裂、過量變形、表面損傷和冷熱疲勞。 。由于加載形式和被加工材料的性質、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，尤其是在厚鋼板上沖小孔，沖頭所承受的單位壓力很大，對模具要求更高。如果被拉深的板材較薄、強度較低、塑性較高、模具承受載荷較輕時，屬于輕載拉深；如被拉深材料強度較高或板材較厚時，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)應力所造成，其斷裂過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，咬合是最常見的一種失效形式。一旦出現啃傷后，模具的修磨量劇增到 ～ ，才能去除損傷部分恢復銳利的刃口。 （ 2）冷拉深模