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第1章 模具材料的常规热处理1

1.1模具钢的预先热处理1

1.1.1正火的应用1

1.1.2球化退火2

1.1.3调质处理3

1.1.4去应力退火4

1.2冷作模具钢的热处理4

1.2.1冷作模具钢的热处理特点和要求5

1.2.2非合金冷作模具钢的热处理5

1.2.3低合金冷作模具钢的热处理6

1.2.4高铬和中铬冷作模具钢的热处理7

1.2.5高速钢的热处理12

1.2.6基体钢的热处理14

1.2.7粉末冶金工模具钢的热处理14

1.2.8硬质合金及钢结硬质合金的热处理16

1.3热作模具钢的热处理21

1.3.1锤锻模具钢的热处理21

1.3.2热挤压模具钢的热处理25

1.3.3压铸模具钢的热处理29

1.4塑料模具钢的热处理31

1.4.1塑料模具钢热处理的工艺要点31

1.4.2普通型塑料模具钢的热处理33

1.4.3预硬型塑料模具钢的热处理34

1.4.4时效硬化型塑料模具钢的热处理36

1.4.5耐蚀塑料模具钢的热处理37

参考文献37

第2章 模具的化学热处理39

2.1模具的渗碳及碳氮共渗39

2.1.1渗碳和碳氮共渗的工艺特点39

2.1.2气体渗碳40

2.1.3.其他渗碳工艺46

2.1.4碳氮共渗46

2.1.5渗碳与碳氮共渗工艺在模具中的应用实例48

2.2模具的渗氮及氮碳共渗50

2.2.1渗氮与氮碳共渗的技术特点50

2.2.2渗氮层的组成相和组织51

2.2.3气体渗氮53

2.2.4离子渗氮56

2.2.5氮碳共渗58

2.2.6渗氮与氮碳共渗工艺在工模具中的应用实例59

2.3模具的渗硼63

2.3.1渗硼及其技术特点63

2.3.2关于渗硼剂的设计65

2.3.3渗硼过程中的化学反应66

2.3.4渗硼工艺参数的选择67

2.3.5模具渗硼工艺的发展趋势68

2.3.6渗硼及含硼多元渗在模具中的应用69

2.4模具的盐浴渗金属71

2.4.1盐浴渗金属工艺的技术特点71

2.4.2盐浴的组成和一般处理工艺72

2.4.3盐浴渗金属工艺在模具中的应用74

参考文献75

第3章 模具的真空热处理77

3.1真空热处理条件下钢的加热77

3.1.1钢在真空环境下加热的特点77

3.1.2钢在真空加热时应注意的问题80

3.2真空气冷淬火83

3.2.1淬火气体介质的选择83

3.2.2提高气体冷却能力的方法84

3.2.3真空高压气冷淬火技术85

3.2.4真空气淬在模具中的应用88

3.3真空油冷淬火91

3.3.1真空淬火油的冷却特性91

3.3.2油面压强对真空淬火油特性的影响92

3.3.3油面压强的选择及油淬时的充气92

3.3.4真空淬火油的使用与维护94

3.3.5工模具钢油冷淬火应注意的问题95

3.3.6模具真空油冷淬火工艺实例95

3.4真空渗碳97

3.4.1真空渗碳的工艺特点97

3.4.2真空渗碳技术应用时应注意的问题98

3.4.3真空渗碳工艺99

3.4.4真空渗碳技术在模具中的应用实例101

3.5真空渗氮与氮碳共渗104

3.5.1真空渗氮104

3.5.2真空氮碳共渗105

参考文献107

第4章 模具的可控气氛热处理108

4.1热处理可控气氛的基本原理108

4.1.1可控气氛的分类和选用108

4.1.2钢在可控气氛中实现无氧化加热的条件110

4.1.3气氛中的碳势控制原理112

4.1.4碳势的测量与控制方法114

4.2可控气氛密封箱式多用炉技术116

4.2.1密封箱式多用炉的结构及多用炉生产线116

4.2.2典型密封箱式多用炉118

4.3可控气氛底装料立式多用炉技术121

4.3.1底装料立式多用炉的结构和生产线122

4.3.2底装料立式多用炉的控制系统124

4.3.3底装料立式多用炉对模具强化工艺的适用性125

4.3.4底装料立式多用炉模具热处理实例128

参考文献129

第5章 模具的热喷涂技术131

5.1概论131

5.1.1热喷涂的技术特点131

5.1.2热喷涂分类132

5.1.3热喷涂材料132

5.1.4模具热喷涂涂层的设计134

5.2火焰喷涂134

5.2.1线材火焰喷涂135

5.2.2粉末火焰喷涂136

5.3爆炸喷涂137

5.3.1爆炸喷涂的原理138

5.3.2爆炸喷涂工艺138

5.3.3爆炸喷涂的涂层特性139

5.4电弧喷涂141

5.4.1电弧喷涂的原理141

5.4.2电弧喷涂的技术特点141

5.4.3超声速电弧喷涂技术142

5.5等离子喷涂142

5.5.1等离子喷涂的原理及特点143

5.5.2低压等离子喷涂144

5.6陶瓷及金属陶瓷热喷涂耐磨涂层145

5.6.1概述145

5.6.2涂层设计147

5.6.3纳米结构WC-Co涂层与微米—纳米结构复合涂层149

5.6.4陶瓷涂层的制备工艺151

5.7热喷涂技术在工模具产业中的应用152

5.7.1在各种轧辊、炉辊上的应用152

5.7.2在模具强化方面的应用155

5.7.3热喷涂用于模具制造157

参考文献158

第6章 激光束模具材料表面改性160

6.1概述160

6.1.1激光及其特性160

6.1.2激光与金属表面的作用163

6.1.3激光表面改性的种类和特点164

6.2激光相变硬化165

6.2.1激光相变硬化工艺166

6.2.2激光相变硬化层的性能167

6.2.3激光相变硬化机理168

6.3激光表面合金化169

6.3.1激光表面合金化的技术特点169

6.3.2激光表面合金化工艺170

6.3.3激光表面合金化层的显微组织特征172

6.3.4激光表面合金化层的力学性能172

6.4激光表面熔覆172

6.4.1熔覆的材料与工艺问题173

6.4.2激光熔覆显微组织173

6.4.3激光熔覆层的性能174

6.5其他激光表面改性技术176

6.5.1激光熔凝176

6.5.2激光非晶化处理177

6.5.3激光冲击硬化177

6.6激光表面改性技术在模具中的应用177

参考文献183

第7章 工模具的离子注入表面强化184

7.1离子注入的基本原理和技术特点184

7.1.1离子注入的基本原理184

7.1.2离子注入的技术特点185

7.2用于表面改性的离子注入机及离子注入工艺参数186

7.2.1金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）离子注入机186

7.2.2气体—金属混合离子源（TITAN）离子注入机187

7.2.3等离子源离子注入机188

7.2.4离子束辅助沉积系统189

7.2.5离子注入的工艺参数190

7.3工模具材料离子注入的改性效果190

7.3.1离子注入提高工模具材料的表面硬度与耐磨性191

7.3.2离子注入提高热作模具钢的抗高温氧化性能192

7.4工模具材料离子注入的改性机理194

7.4.1离子注入强化机理194

7.4.2离子注入改善抗氧化性机理197

7.5离子注入技术在工模具中的应用198

7.6展望202

参考文献203

第8章 工模具的化学气相沉积205

8.1化学气相沉积的技术特点与工艺方法205

8.1.1化学气相沉积的技术特点205

8.1.2化学气相沉积的反应条件及反应过程206

8.1.3化学气相沉积的基本化学反应206

8.1.4化学气相沉积的工艺方法207

8.2等离子体辅助化学气相沉积208

8.2.1等离子体辅助化学气相沉积的原理208

8.2.2等离子体辅助化学气相沉积的特点209

8.2.3等离子体辅助化学气相沉积装置209

8.3化学气相沉积金刚石与类金刚石涂层技术210

8.3.1金刚石与类金刚石涂层210

8.3.2沉积金刚石涂层的工艺方法211

8.3.3沉积类金刚石涂层的工艺方法212

8.4化学气相沉积技术在工模具方面的应用213

8.4.1化学气相沉积硬质合金涂层刀具213

8.4.2化学气相沉积硬质涂层用于模具的效果215

8.5金刚石涂层工模具216

8.5.1金刚石涂层工具的特性216

8.5.2金刚石薄膜涂层工模具应用实例217

8.5.3金刚石厚膜焊接刀具220

8.6类金刚石涂层工模具223

8.6.1在冲裁、翻边模上的应用223

8.6.2在引线框架脚弯曲模和封装模上的应用224

8.6.3在拉伸模上的应用224

8.6.4在硬质合金粉末压制模和光盘模上的应用224

8.6.5在其他模具上的应用225

8.6.6在钻头、铣刀和某些刀片上的应用225

参考文献226

第9章 工模具的物理气相沉积227

9.1溅射涂层227

9.1.1溅射涂层的原理及分类227

9.1.2磁控溅射技术228

9.2离子镀技术230

9.2.1概述230

9.2.2电弧离子镀的基本原理230

9.2.3电弧离子镀膜机232

9.2.4电弧离子镀的工艺设计233

9.3硬质涂层力学性能的表征与检测234

9.3.1涂层结合力234

9.3.2用裂纹密度参数评价涂层的断裂韧性236

9.4Ti-N系涂层多元多层强化研究进展237

9.4.1多元涂层的发展237

9.4.2多层涂层的发展238

9.4.3纳米涂层239

9.4.4复合涂层240

9.5稀土元素对离子镀涂层的改性作用241

9.5.1稀土离子镀涂层的力学性能241

9.5.2稀土离子镀涂层的高温抗氧化性243

9.5.3稀土元素对电弧离子镀涂层的颗粒和致密度的改善248

9.5.4用“吸入式”稀土添加法合成稀土离子镀涂层252

9.6渗氮—离子镀复合涂层254

9.6.1复合涂层的概念254

9.6.2复合涂层的制备方法255

9.6.3复合涂层的组织与性能256

9.7工模具真空涂层产业的发展258

9.7.1工模具真空涂层产业的发展现状258

9.7.2加速发展的对策260

9.8物理气相沉积技术在工模具的应用261

9.8.1常用PVD涂层的特性和对工模具的适用性261

9.8.2PVD硬质涂层工具262

9.8.3PVD硬质涂层模具265

参考文献268

第10章 先进的稀土表面改性技术及其在模具上的应用270

10.1稀土材料表面改性的基本概念与内涵270

10.1.1稀土化学热处理与稀土材料表面改性的概念270

10.1.2稀土材料表面改性的分类271

10.1.3稀土元素在材料表面改性中的作用272

10.1.4稀土元素在材料表面改性应用中应注意的一些问题272

10.2稀土元素提高材料表面强化效能272

10.2.1稀土渗碳273

10.2.2稀土碳氮共渗275

10.2.3稀土渗氮277

10.2.4稀土渗硼279

10.2.5稀土热喷涂层280

10.2.6激光稀土合金化283

10.3稀土对表面技术节能降耗的积极意义284

10.3.1稀土对渗碳的催渗效果285

10.3.2稀土对碳氮共渗动力学过程的影响287

10.3.3稀土对缩短渗氮与氮碳共渗工艺周期的积极作用288

10.3.4稀土对渗硼的催渗作用291

10.3.5稀土对电镀过程的催镀作用292

10.4稀土添加剂在镀铬中的应用293

10.4.1稀土添加剂的应用背景293

10.4.2稀土添加剂在镀铬中的作用294

10.4.3稀土添加剂的使用效果297

10.4.4稀土镀铬液的配制与维护299

10.4.5稀土镀铬技术需改进的问题299

10.5稀土表面改性技术在模具强化中的应用实例300

参考文献305