模具材料的選用與熱處理

前言

項目一典型冷作模具的材料選用與熱處理1

一、任務(wù)目標1

二、工作任務(wù)1

單元一典型冷作模具的工作條件與失效形式7

一、單元目標7

二、單元任務(wù)7

三、任務(wù)導(dǎo)學7

(一)模具失效的定義及常見的失效形式8

(二)模具失效的原因及預(yù)防措施10

(三)模具壽命及其影響因素11

(四)冷作模具的工作條件與失效形式11

(五)幾種典型冷作模具的工作條件

與失效形式13

四、任務(wù)實施14

五、單元練習14

單元二典型冷作模具的性能要求與材料選擇15

一、單元目標15

二、單元任務(wù)16

三、任務(wù)導(dǎo)學16

(一)模具材料的性能要求16

(二)模具材料的冶金質(zhì)量及其他應(yīng)考慮的因素18

(三)常用冷作模具材料的成分20

(四)冷作模具鋼的分類、牌號及其特點21

(五)常用國產(chǎn)冷作模具鋼的特性與用途22

(六)常用進口冷作模具鋼的特性與用途24

(七)模具材料的選用原則26

(八)冷作模具工作零件材料的選用27

(九)冷作模具結(jié)構(gòu)零件材料的選用30

四、任務(wù)實施30

五、單元練習32

單元三典型冷作模具的熱處理33

一、單元目標33

二、單元任務(wù)33

三、任務(wù)導(dǎo)學33

(一)模具鋼的一般熱處理方法34

(二)冷作模具鋼的熱處理工藝41

(三)常用冷作模具鋼的退火狀態(tài)硬度、淬火溫度及硬度44

(四)冷作模具工作零件的工作硬度46

(五)冷作模具結(jié)構(gòu)零件的工作硬度48

四、任務(wù)實施49

五、單元練習51

單元四綜合訓(xùn)練52

項目二典型熱作模具的材料選用與熱處理54

一、任務(wù)目標54

二、工作任務(wù)54

單元一熱作模具的工作條件與失效形式57

一、單元目標57

二、單元任務(wù)57

三、任務(wù)導(dǎo)學57

(一)概述57

(二)錘鍛模的工作條件與失效形式58

(三)熱擠壓模具的工作條件與失效形式60

(四)壓鑄模具的工作條件與失效形式62

四、任務(wù)實施63

五、單元練習63

單元二熱作模具的性能要求與材料選擇64

一、單元目標64

二、單元任務(wù)64

三、任務(wù)導(dǎo)學65

(一)熱作模具鋼的分類與特性65

(二)常用熱作模具鋼的化學成分66

(三)熱作模具鋼的性能要求67

(四)常用國產(chǎn)熱作模具鋼的特性與用途68

(五)常用進口熱作模具鋼的特性與用途69

(六)熱作模具工作零件材料的選用70

(七)熱作模具結(jié)構(gòu)零件材料的選用70

四、任務(wù)實施71

五、單元練習72

單元三典型熱作模具的熱處理73

一、單元目標73

二、單元任務(wù)73

三、任務(wù)導(dǎo)學73

(一)熱作模具鋼的鍛造和退火處理74

(二)熱作模具鋼的淬火處理75

(三)熱作模具鋼的回火處理76

(四)模具鋼的表面化學熱處理77

(五)模具鋼的其他表面處理技術(shù)85

四、任務(wù)實施95

五、單元練習96

單元四綜合訓(xùn)練97

項目三典型塑料模具的材料選用與熱處理100

一、任務(wù)目標100

二、工作任務(wù)100

單元一典型塑料模具的工作條件與失效形式102

一、單元目標102

二、單元任務(wù)102

三、任務(wù)導(dǎo)學102

(一)塑料模具的分類與工作條件102

(二)塑料模具的失效形式104

四、任務(wù)實施105

五、單元練習105

單元二塑料模具的性能要求與材料選擇107

一、單元目標107

二、單元任務(wù)107

三、任務(wù)導(dǎo)學107

(一)塑料模具鋼的性能要求107

(二)塑料模具用鋼分類108

(三)常用國產(chǎn)塑料模具用鋼的特性及應(yīng)用110

(四)常用進口塑料模具用鋼的特性及應(yīng)用112

(五)塑料模具材料的選用原則115

(六)塑料模具成型零件材料的選用118

(七)塑料模具結(jié)構(gòu)零件材料的選用118

四、任務(wù)實施119

五、單元練習119

單元三典型塑料模具的熱處理120

一、單元目標120

二、單元任務(wù)120

三、任務(wù)導(dǎo)學120

(一)塑料模具鋼熱處理的基本要求121

(二)不同類型塑料模具的工作硬度121

(三)塑料模具的熱處理特點122

(四)常用塑料模具鋼的熱處理工藝123

(五)塑料模具的表面處理方法125

(六)影響塑料模具變形的因素126

四、任務(wù)實施126

五、單元練習127

單元四綜合訓(xùn)練128

參考文獻131

本書在內(nèi)容編排方面以工作任務(wù)為驅(qū)動，即每個項目分別選取多個不同的典型模具作為工作任務(wù)，三個項目共設(shè)有八個真實的工作任務(wù)。同時，本書采用以工作過程為導(dǎo)向的編寫形式，即每個項目按工作任務(wù)的實施步驟設(shè)有四個單元，即模具的工作條件與失效形式、模具的性能要求與材料選擇、模具的熱處理及綜合訓(xùn)練。

本書可作為高職高專及成人院校模具類專業(yè)的教材，也可供從事模具設(shè)計與制造的工程技術(shù)人員參考使用。

單元1 模具材料概述 （1）

1.1 目標與任務(wù) （1）

1.2 知識準備 （1）

1.2.1 模具及模具材料分類 （1）

1.2.2 模具材料的性能要求 （2）

1.2.3 模具材料的選用原則 （9）

1.2.4 模具材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 （10）

1.3 實操與案例：布氏硬度和洛氏硬度試驗 （12）

1.4 評估練習 （13）

單元2 模具鋼的熱處理 （14）

2.1 目標與任務(wù) （14）

2.2 知識準備 （14）

2.2.1 鋼的熱處理概述 （14）

2.2.2 鐵碳合金的結(jié)構(gòu)與相圖 （15）

2.2.3 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 （19）

2.2.4 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變 （21）

2.2.5 鋼的退火與正火 （30）

2.2.6 鋼的淬火與回火 （32）

2.2.7 材料的表面熱處理 （39）

2.3 實操與案例：碳鋼的熱處理操作及其組織觀察 （44）

2.4 評估練習 （46）

單元3 金屬材料簡介 （47）

3.1 目標與任務(wù) （47）

3.2 知識準備 （47）

3.2.1 鋼材的分類及牌號 （47）

3.2.2 合金元素在鋼中的作用 （51）

3.2.3 結(jié)構(gòu)鋼 （54）

3.2.4 工具鋼 （59）

3.2.5 鑄鐵 （62）

3.2.6 有色金屬及合金 （71）

3.2.7 金屬材料的選用 （78）

3.3 實操與案例：金屬材料選用實例 （79）

3.4 評估練習 （82）

單元4 冷作模具材料 （83）

4.1 目標與任務(wù) （83）

4.2 知識準備 （83）

4.2.1 冷作模具材料及性能要求 （83）

4.2.2 碳素工具鋼 （85）

4.2.3 油淬冷作模具鋼 （90）

4.2.4 空淬冷作模具鋼 （93）

4.2.5 高碳高鉻冷作模具鋼 （96）

4.2.6 基體鋼和低碳高速鋼 （99）

4.2.7 高耐磨高強模具鋼 （102）

4.2.8 冷作模具鋼材料的選用 （105）

4.3 實操與案例：扣板級進沖裁模材料的選擇與熱處理 （110）

4.4 評估練習 （111）

單元5 熱作模具材料 （113）

5.1 目標與任務(wù) （113）

5.2 知識準備 （113）

5.2.1 熱作模具鋼的性能、特點及分類 （113）

5.2.2 低耐熱高韌性熱作模具鋼 （115）

5.2.3 中耐熱韌性熱作模具鋼 （118）

5.2.4 高耐熱性熱作模具鋼 （120）

5.2.5 特殊用途熱作模具鋼 （125）

5.2.6 熱作模具材料的選用 （128）

5.3 實操與案例：連桿鍛模材料的選擇與熱處理 （132）

5.4 評估練習 （133）

單元6 塑料模具材料 （134）

6.1 目標與任務(wù) （134）

6.2 知識準備 （134）

6.2.1 塑料模具材料的性能要求 （134）

6.2.2 常用塑料模具材料的類型 （136）

6.2.3 碳素塑料模具鋼 （137）

6.2.4 滲碳型塑料模具鋼 （141）

6.2.5 預(yù)硬型塑料模具鋼 （145）

6.2.6 時效硬化型塑料模具鋼 （152）

6.2.7 耐蝕性塑料模具鋼 （157）

6.2.8 塑料模具材料的選用 （162）

6.3 實操與案例：復(fù)雜盒形塑件注塑模材料選擇 （165）

6.4 評估練習 （167）

單元7 進口模具鋼 （168）

7.1 目標與任務(wù) （168）

7.2 知識準備 （168）

7.2.1 美國模具鋼介紹 （168）

7.2.2 日本模具鋼介紹 （173）

7.2.3 國內(nèi)市場銷售的其他國家模具鋼 （178）

7.3 評估練習 （183）

單元8 模具的表面工程技術(shù) （184）

8.1 目標與任務(wù) （184）

8.2 知識準備 （184）

8.2.1 表面工程技術(shù)的分類 （184）

8.2.2 模具的表面化學熱處理技術(shù) （188）

8.2.3 模具表面的涂鍍技術(shù) （195）

8.2.4 模具表面加工強化技術(shù) （204）

8.3 實操與案例：表面處理實例 （211）

8.4 評估練習 （211）

單元9 模具失效分析及修復(fù) （213）

9.1 目標與任務(wù) （213）

9.2 知識準備 （213）

9.2.1 模具的失效形式及影響因素 （213）

9.2.2 模具失效分析的步驟 （217）

9.2.3 Brooks和ASM失效分析程序 （219）

9.2.4 模具的修復(fù) （221）

9.3 實操與案例：模具修復(fù)實例 （225）

9.4 評估練習 （228）

參考文獻 （229）

《實用模具材料與熱處理速查手冊》可供從事模具設(shè)計、制造的工程技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員、模具材料市場采購銷售人員使用，也可供高等院校及大、中專職業(yè)院校工科專業(yè)師生閱讀或模具材料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用參考。

本書從高職高專學生學習和實際應(yīng)用出發(fā)，將模具材料與表面處理和機械工程材料及熱處理有機地結(jié)合起來，并以模具設(shè)計與制造過程中涉及的材料的性能與測試、組織與觀察、熱處理與操作和材料的選用為主線，以項目任務(wù)的主干知識、實踐與研究和拓展提高為載體編寫而成，主要內(nèi)容包括金屬材料及其性能、金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬塑性變形與再結(jié)晶、鐵碳合金相圖與碳素鋼、鋼的熱處理和表面處理、合金鋼、鑄鐵、非鐵合金與其他材料、冷作模具材料與熱處理、熱作模具材料與熱處理、塑料模具材料與熱處理等。

本書可作為高職高專院校模具設(shè)計與制造專業(yè)學生教材，也可作為其他機械專業(yè)以及從事模具設(shè)計與制造和應(yīng)用模具的技術(shù)人員閱讀的參考書。