模具寿命相关知识

第一章1. 模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备。2. 提高模具的寿命分其实就是延缓模具的实效，找到失效的原因和解决的措施，达到提高模具寿命的目的。3. 模具失效的分析意义在于：通过对模具失效残骸的研究，可查明失效的机理和过程，并对失效的原因作出判断，从而可针对性地采取改进和预防措施，避免同类失效再次发生，达到改进模具质量、延长使用寿命、提高服役安全性和可靠性的目的。4. 拉拔：在拉拔时，材料两向受压，一向受拉，通过模具的模孔而成型，获得所需形状尺寸的型材、毛胚或零件。5. 冲压：冲压是利用冲模使材料发生分离或变形，从而获得零件的加工方法。6. 压铸：压铸是以一定压力将熔融金属高速压射充填到压铸模型腔内，在压力下凝固而形成铸件的工艺方法。7. 模具分类：1) 按模具所加工材料的再结晶温度分 冷变形模具 热变形模具 温变形模具2) 按模具加工坯料的工作温度分 热作模具 冷作模具 温作模具3) 按模具成型的材料分 金属成型模具 非金属成型模具4) 按模具的用途分 锻造模具 冲压模具 挤压模具 拉拔模具 压铸模具 塑料模具 橡胶模具 陶瓷模具 玻璃模具 其它模具等第二章1. 模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。2. 影响模具寿命的因素1) 内在因素 主要指模具的结构、模具的材料和模具的加工工艺。2) 外在因素 包括模具的工作条件和使用维护、制品的材质和形状大小等。3. 提高模具寿命实质上意味着和模具失效作斗争。4. 模具寿命与失效的术语定义1） 制件报废 2） 模具服役 3） 模具损伤 4） 模具失效 5） 早起失效 6） 正常失效5. 我国模具基本分为10大类，其中冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。6. 生产模具的时间1）模具设计时间T1 2）模具加工时间T2 3）模具安装、调试时间T34）模具修复及维护时间T4 5）模具工作时间T57. 模具寿命与实效的术语定义1) 模具生产出的制品出现形状、尺寸及表面质量不符合其技术要求的现象而不能使用时称为制件报废。2) 模具安装调试后，正常生产合格产品的过程叫模具服役。3) 模具在使用过程中，出现尺寸变化或微裂纹、腐蚀等现象，但没有立即丧失服役能力的状态称为模具损伤。4) 模具受到损坏，不能通过修复而继续服役时称为模具失效。5) 模具未达到一定工业技术水平公认的使用寿命就不能服役时，称为模具的早期失效。6) 模具经大量的生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役时，称为模具的正常失效。第三章1. 按经济法观点对失效分类1) 正常耗损失效 模具的使用时间已到寿命终止期，属正常失效，应由模具使用者自己负责。2) 模具缺陷失效 属于模具质量问题，应由模具制造者承担责任。3) 误用失效 属于使用不当造成的失效，应由模具使用者承担责任。4) 受累性失效 属于其他原因或自然灾害等不可抗拒的因素所导致的失效。2. 按失效形式及失效机理分类1) 表面损伤 主要包括表面磨损、接触疲劳、表面腐蚀等。2) 过量变形 包括过量弹性形变、塑性变形等。3) 断裂 主要包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、应力腐蚀断裂等。3. 工件表面的硬突出物或外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象称为磨粒磨损或磨料磨损。4. 磨粒磨损的主要特征：磨擦表面上有擦伤、划痕或形成犁皱的沟痕。5. 当磨粒的棱角尖锐且凸出较高时，金属表面磨损率较大，反之较小。6. 要减小磨粒磨损量，金属的硬度Hm应比磨粒的硬度Ha高。7. 模具与工件之间的表面压力越大，磨粒压入金属表面的深度越深，则磨损量越大。8. 工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入工件的深度越深，对模具的磨损量越小。9. 工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合，粘合的结点发生剪切断裂而拽开，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。10. 粘着磨损分为四种类型1) 涂抹 当较软金属的剪切强度小于接触处的粘合强度，也小于外加的切应力时，剪 切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属层内，被剪切的软金属涂抹在硬金属表面上的现象。2) 擦伤 软金属表面有细而浅的划痕；有时硬金属表面也有划伤的现象。3) 撕脱 剪切破坏发生在磨擦副一方或两方金属较深处，有较深划痕的现象。4) 咬死 磨擦副之间咬死，不能相对运动的现象。11. 粘着磨损的主要特征：金属表面有细的划痕，沿滑动方向可能形成交替的裂口、凹穴。最突出的特征是摩擦副之间有金属转移，表层金相组织和化学成分均有明显变化。磨损产物多为片状或小颗粒，在金属表面形成大小不等的结疤。12. 相同金属或互溶性大的材料组成的摩擦副，粘着效应较强，易产生粘着磨损；性质不同的金属或互溶性较小的材料组成的摩擦副，不易产生粘着磨损。13. 具有多相组织的金属比单相组织的金属抗粘着磨损的能力强。14. 模具材料和工件材料硬度相差越大，则磨损越小。15. 两接触表面相互运动时，在循环应力的作用下，使表层金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损或麻点磨损。16. 疲劳磨损的特点：疲劳磨损裂纹一般产生在金属的表面和亚表面内，裂纹扩展的方向平行于表面，或与表面成1030的角度，只限于在表面层内扩展。疲劳磨损没有一个明显的疲劳极限，寿命波动很大。17. 当模具表面与液体接触时，由于金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象称为气蚀磨损。18. 液体和固体微小颗粒高速落下，反复冲击到模具表面，使局部材料流失，在金属表面形成麻点和凹坑的现象称为冲蚀磨损。19. 气蚀磨损和冲蚀磨损是疲劳磨损的一种派生形式，易在注塑模与压铸模中出现。20. 模具在使用过程中，产生的弹性变形量超过模具匹配所允许的数值，使得成型的工件尺寸和形状精度不能满足要求而不能服役的现象，称为过量弹变形失效。21. 模具在使用过程中，由于发生塑性变形改变了几何形状或尺寸，而不能通过修复继续服役的现象称为塑性变形失效。22. 韧性断裂断口的宏观特征为断口截面尺寸减小，有缩颈现象。23. 脆性断裂断口的宏观特征为断口截面尺寸无明显变化，不产生缩颈。24. 裂纹沿多晶体晶界扩展分离产生的断裂，也称为晶界断裂。25. 沿晶断裂在室温下往往是脆性断裂。26. 疲劳断裂是指在较低的循环载荷作用下，工作一段时间后，由裂纹缓慢扩展，最后发生断裂的现象。疲劳断裂总是在应力最高、强度最弱的部位上形成。疲劳断口明显地分为疲劳扩展区（光亮区）和最后断裂区（粗糙区）。27. 韧性材料断口具有纤维状特征，脆性材料断口具有结晶状特征。28. 多种失效形式的交互作用1) 磨损对断裂的促进作用磨损沟痕可成为裂纹的发源地。当由磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成断裂2) 磨损对塑性变形的促进作用模具局部磨损后，会带来承载能力的下降以及易受偏载，造成另一部位承受过大的应力而产生塑性变形。3) 塑性变形对磨损和断裂的促进作用局部塑性变形后，改变了模具零件间正常的配合关系。如塑性变形后，模具间隙不均匀，间隙变小，必然造成不均匀磨损，磨损速度加快，进而促进磨损失效；另一方面，塑性变形后，模具间隙不均匀，承载面积变小，会带来附加的偏心载荷以及局部应力过大，造成应力集中，并由此产生裂纹，促进断裂失效。29. 冷拉伸模的失效形式主要是粘着磨损和磨粒磨损。30. 冷镦模最常见的失效形式是磨损失效和疲劳断裂失效。31. 冷挤压分为四种类型1) 正挤压 金属坯料的流动方向与凸模运动方向相同为正挤压。2) 反挤压 金属坯料的流动方向与凸模运动方向相反为反挤压。3) 复合挤压 金属坯料的流动方向一部分与凸模运动方向相同，另一部分与凸模运动方向相反为复合挤压。4) 径向挤压 金属坯料的流动方向垂直于凸模运动方向为径向挤压。32. 锤锻模的基本失效形式1） 模具型腔部分的断裂 2） 型腔表面的热疲劳 3） 型腔表面的磨损4） 模具型腔的塑性变形 5） 模具燕尾开裂33. 锤锻模的早期脆性断裂是在锤击次数较少时发生的。34. 压力铸造模是在压铸机上用来压铸金属铸件的成型模具。35. 压铸模的型腔表面主要承受液态金属的压力、冲刷、侵蚀和高温作用，每次压铸脱模后，还要对型腔表面进行冷却、润滑，使模具承受频繁的急热、急冷作用。36. 当模具热处理时，由于回火不足，组织中仍有较多的残余奥氏体，在服役温度下残余奥氏体将转变为马氏体，从而产生相变内应力，这也是引起模具开裂的因素。37. 1） 压铸锌合金时，模具的工作寿命较长。2） 压铸铜合金时，模具的使用寿命远低于压铸铝合金。3） 压铸铁合金时，模具的寿命很低。38. 在一般情况下，注射模的温度变化比较急剧，易产生热疲劳裂纹。39. 断口的宏观分析是用肉眼、放大镜或低倍立体显微镜观察和分析断口的形貌。40. 金相显微镜是失效分析中常用的手段，如加工工艺（铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理等）不当或工艺路线不当造成的非正常组织或材料缺陷，都可以通过金相检验鉴别出来。对于腐蚀、氧化、表面加工硬化、裂纹特征，尤其是裂纹扩展方式（穿晶或沿晶），都可从金相检验得到可靠的信息。但由于金相显微镜的分辨率低，精深小，不宜作断口观察。第四章1. 材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。2. 金属材料的弹性模量E和切变模量G主要受温度和材料截面形状、尺寸的影响。3. 模具发生塑性变形的根本原因，是由于在外力作用下，模具整体或局部产生的应力值大于模具材料屈服点的应力值。4. 受载模具在任一危险点上总存在着最大正应力max和最大切应力max。5. 拉应力增大时，易使材料产生脆性断裂。6. =max /max式中，称为应力状态的软性系数。值越大，表示应力状态越软，材料发生韧性断裂的倾向越大；反之，应力状态越硬，材料倾向于脆性断裂。例如：材料承受三向不等拉伸时发生脆性断裂的倾向最大。7. Tc 称为韧脆转变温度。8. 影响脆性断裂的基本因素1） 材料的性质和健全度 2） 应力状态 3） 工作温度 4） 加载速度9. 加载速度对脆性材料脆断倾向的影响和工作温度的影响类似。10. 当材料内部已有裂纹存在时，是否会发生快速断裂，则取决于裂纹尖端的赢了场强度的材料的断裂韧度。11. 断裂韧数Kc 是材料抵抗裂纹失稳扩展的抗力指标。12. 当模具在工作中经常和某些腐蚀介质接触时，在拉应力和腐蚀介质的共同作用下，经过一段时间后可能乎发生断裂，所以称为应力腐蚀延迟断裂。13. 造成疲劳的根本原因是循环应力中的交变分量a 。静载应力分量m 对疲劳断裂会产生很大影响。14. 模具的劈来断裂的特点1） 失效抵力低 2） 塑性变形的高度局部性和不均匀性 3） 试验数据分散4） 脆性断裂 5） 对材料表面及内部的缺陷高度敏感 6） 疲劳断口有明显特征15. 引起疲劳失效的循环应力的最大值max 低于材料的屈服强度S 。16. 疲劳裂纹多萌生于表面应力集中处。17. 影响疲劳强度的因素1） 应力集中的影响 2） 表面状态的影响3） 尺寸因素的影响 4） 材料本身的影响18. 因应力集中导致的疲劳失效，在各种影响因素中居首位。19. 材料的强度越高，疲劳断口敏感度越大，而强度较低、内部又有许多缺陷的灰铸铁，其疲劳断口敏感度很小。20. 材料磨粒磨损的抗力指标 在低应力磨粒磨损条件下，材料的磨损量与接触压力成正比，与材料的硬度成反比。这要求模具模具钢具有高的硬度和耐磨性，应提高钢中碳和合金元素的含量，并经过适当的热处理，使其显微组织在高强度的基体上均匀分布有更硬的碳化物或氮化物相。 高应力磨损多发生在磨擦表面承受高能量冲击载荷时，其应力很高，足以将磨粒打碎，并使材料表面层产生小量塑性变形。在这种冲击磨损条件下，要求材料有很高的加工硬化能力，加工硬化后的硬度要高，而材料基本保持良好的韧性，如高锰耐磨钢；但这种情况在模具中很少见到。 多数承受冲击的模具的磨损类型介于低应力和高应力之间。在这种情况下，为了提高材料的耐磨性，不仅要求有高的硬度，还要求有较好的韧性。21. 扭转试验可计算出材料的扭转屈服强度s 、扭转强度极限b 、切变模量G和切应变等力学性能指标。22. 抗弯强度bb 是材料抵抗截面弯曲的极限系数。23. 压缩试验主要用于脆性材料。24. 硬度表达了材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力。25. 拉伸试验可测得的力学性能1) 弹性极限e 材料产生弹性变形能力的衡量指标。2) 屈服极限s 材料抵抗微量塑性变形能力的衡量指标。3) 抗拉强度b 材料抵抗断裂能力的衡量指标。4) 刚度E 材料抵抗弹性变形能力的衡量指标。5) 延伸率、断面收缩率 材料产生塑性变形能力的衡量指标。26. 硬度试验方法1) 布氏硬度（HBS） 后面用三位数表示布氏硬度试验的有点是压痕面积较大，其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能。因此，布氏硬度检验最适合测定灰铸铁、轴承合金等材料的硬度。压痕大的另一点是试验数据稳定，重复性高。2) 洛氏硬度（HRC）洛氏硬度试验的有点是操作简便迅速；压痕小，可对工件直接进行检验；采用不同标尺，可测定各种软硬不同和薄厚不一试样的硬度。其缺点是压痕较小，代表性差；尤其是材料中的偏析及组织不均匀等情况，使所测硬度值的重复性差、分散度大；用不同标尺测得的硬度值既不能直接进行比较，又不能彼此互换。3) 维氏硬度（HV） 维氏硬度试验具有很多优点。由于角锥压痕清晰，采用对角线长度计量，精确可靠；压头为四棱锥体，当载荷改变时，压入角恒定不变，因此可以任意选择载荷，而不存在布氏硬度那种载荷F与压球直径D之间的关系约束。此外，维氏硬度也不存在洛氏硬度那种不同标尺的硬度无法统一的问题，而且比洛氏硬度所测试件厚度更薄。维氏硬度试验的缺点是其测定方法较麻烦，工作效率低，压痕面积小，代表性差，所以不宜用于成批生产的常规检验。27. 实验表明，当试样破坏前承受的冲击次数少于5001000次，试样断裂的规律与一次冲击相同。28. 冲击能量高时，材料的多次冲击抗力主要取决于塑性；冲击能量低时，材料的多冲抗力主要取决于强度。第五章1. 整体式模具主要指凹模或凸模是由一块整金属加工成的模具。整体式模具不可避免地存在凹圆角半径，易造成应力集中，并引起开裂。2. 组合式模具是把模具在应力集中处分割为两部分或几部分，再组合起来使用的模具。采用组合式模具可避免应力集中和裂纹的产生。3. 凸、凹模工作间隙的大小决定了模具的生产质量和使用寿命。4. 采用可靠的导向装置是保证模具刚度的重要措施。5. 设备对模具及工件施加的力是在一段时间内逐渐增加的，设备速度影响施力过程。设备速度越高，模具在单位时间内受到的冲击力越大，设备施力时间越短，冲击能量来不及传递和释放，易集中在局部，造成局部应力超过模具材料的屈服应力或断裂强度，因此，设备速度越高，模具越易发生断裂或塑性变形失效。6. 对模具与成型件相对运动的表面进行润滑，由于减少了模具与工件的直接接触，因此减少了模具的磨损，使得成型力降低。润滑剂还能在一定程度上阻碍坯料向模具传热，降低模具温度，这对提高模具寿命都是有利的。7. 模具材料的强度是模具抵抗失效最重要的性能。8. 当模具承受载荷超过了材料的屈服强度，失效件就会产生明显的塑性变形。提高模具的屈服强度可防止模具产生过量的塑性变形。9. 板条马氏体主要是位错亚结构，具有较高的强度和塑性；针状马氏体主要是孪晶亚结构，硬度高而脆性大。10. 一般中、低强度钢在韧脆转变温度以上，主要是微孔聚集型的断裂机理，发生韧性断裂，Kc 较高；在韧脆转变温度以下，主要是解理型断裂机理，发生脆性断裂，Kc 较低。11. 材料抗磨损的能力称为耐磨性。耐磨性不仅与材料的强度、韧性及强度有关，还与钢中碳化物的数量、大小及分布有关。一般来说，强度或硬度及韧性越高，碳化物越细小、分布越均匀，材料的耐磨性越好。12. 减轻粘着磨损的主要措施1) 尽量选择互溶性少、粘着倾向校的材料配对；选择强度高、不易塑性变形的材料。2) 提高氧化膜的稳定性，提高氧化膜与基体的结合力；降低表面粗糙度，改善润滑条件。3) 采用表面渗硫、渗磷、渗氮等处理工艺，在材料表面形成化合物或非金属层，降低接触层原子间结合力，减小磨擦系数，避免直接接触，以降低磨损量。13. 提高疲劳磨损抗力的措施1) 提高冶金质量，提供优质纯净材料；或钢中含有适量塑性硫化物夹杂，能将脆性氧化物夹杂，包住形成共生夹杂物，降低氧化物的破坏作用，可提高材料抗疲劳磨损的能力。2) 在基体为马氏体的组织中，减小碳化物粒度并使其呈球状均匀分布，使基体中马氏体、残余奥氏体和未溶碳化物量之间有最佳匹配，可最大限度的提高疲劳磨损抗力。3) 合理选择表面硬化工艺，在一定深度范围内保持残余压应力，极有利于提高疲劳磨损抗力。4) 改善模具表面状态，减少冷热加工缺陷，降低表面粗糙度，降低磨擦系数，也是很有效的措施。14. 材料抗周围介质腐蚀的能力称为耐蚀性。15. 在高温下，材料保持其组织、性能稳定的能力称为热稳定性。16. 高温下，材料承受应力频繁变化的能力称为耐热疲劳性。17. 提高耐热疲劳抗力的措施1) 模具不可避免的存在圆角、孔等应力集中因素，在不影响使用性能的前提下，应尽量选择最佳结构，使截面圆滑过渡，避免或降低应力集中。2) 选择优良的抗热疲劳性的材料，是决定零件具有优良抗疲劳应力的重要因素。3) 采用表面强化工艺，如表面热处理、化学热处理、喷丸和滚压强化等，改善和提高模具的抗热疲劳性能。4) 对于低周疲劳和热疲劳失效，可通过改善材料塑性来改善失效抗力。18. 淬透性是热处理工艺性能的一种。19. 模具的工作条件及要求1) 室温载荷较小工况，模具材料的韧性要求远没有对强度和耐磨性的要求高。2) 室温载荷较大工况，模具应具有高的强度、耐磨性，并具有较好的韧性。3) 高温载荷较小工况，模具应具有高的高温强度、高温耐磨性、耐冷热疲劳性、热硬度及热疲劳性和适当的冲击韧度。4) 高温载荷较大工况，模具应具有高的高温韧性，合适的高温强度、热硬性及耐热疲劳性。20. 模具材料主要采用高碳钢或高碳高合金钢。由于冶金技术的影响，这些材料不同程度地存在成分和组织的偏析、碳化物粗大不均匀、晶粒粗大等缺陷，使得刚才的性能下降。因此，模块采用锻造工艺的目的主要是为了改善材料内部缺陷，获得模块所需要的内部组织和使用性能，并使模块获得一定的形状和尺寸。21. 经过锻造和退火的模具毛坯，一半都存在一定厚度的脱碳层，必须通过切削加工把脱碳层全部去除。模具零件切削加工的目的是消除毛坯成型时产生的表面缺陷，并使零件获得一定形状、尺寸精度和表面粗糙度。22. 模具工作零件最终热处理后的精加工一般采用磨削。在磨削过程中，由于局部磨擦生热，容易引起磨削烧伤和磨削裂纹等缺陷，并在磨削表面生成残余拉应力，造成对零件力学性能的影响，甚至成为导致零件失效的原因。引起磨削缺陷的主要原因有：磨削量太大；砂轮太钝；砂轮磨粒粗细与工件材料组织不匹配；冷却不利。23. 由于加热温度过高、保温时间过长及炉内温度不均匀等，引起模具钢晶粒粗大的现象称为过热。当加热温度过高而引起晶界出现局部熔化和氧化的现象称为过烧。24. 模具淬火加热时保护不良，介质中含有较多氧化物或腐蚀物质，加热超过一定温度时会时模具表面氧化、脱碳或腐蚀。25. 产生裂纹的主要原因原材料内有显微裂纹；未经预热而使用过急的加热速度；冷却介质选择不当。冷却速度过于剧烈；在MS点以下，冷却速度过大；多次淬火而中间未经充分退火；淬火后未及时回火、回火不足或在回火脆性区域回火；表面增碳、脱碳；化学热处理不当，多次渗金属或渗金属时温度过高。26. 产生硬度不足的原因1) 加热温度过低，或保温时间不足，使奥氏体合金化不充分，甚至没有完成全部变相。2) 冷去速度过慢，使得部分奥氏体在冷却过程发生了分解，而不能形成足够数量的马氏体。3) 回火温度过高，使硬度降低过多。27. 产生脆性的主要原因1) 材料的冶金质量差；原始组织粗大、碳化物分布不均匀。2) 热处理工艺不当，例如：淬火加热温度过高，或高温停留时间过长；回火温度偏低，回火温度不足；在回火脆性区回火等。28. 模具热处理变形的校正方法1） 机械法 2） 热应力法 3）胀大处理法第六章1. 冷作模具钢用于制做工作温度小于260的冲裁、挤压、镦锻以及滚丝和拉深等冷变形工件的模具。这类模具工作时，一般承受较大的冲击载荷和挤压力，刃口或工作表面产生剧烈的磨擦与磨损。这类模具的基本性能要求是在热处理后有高的工作硬度、好的韧性、良好的工艺性能以及高的耐磨性。2. 为了得到高的磨损抗力，需要在高硬度马氏体基体上弥散均匀分布的细小合金碳化物。在保持硬度的同时，提高钢的强度和韧性对提高耐磨性也是有益的。降低钢中非金属夹杂物含量对耐磨性有利。为了提高模具的耐磨性，常采用各种表面强化方法。3. 高碳低合金钢一般采用淬火、低温回火，得回火马氏体基体，弥散分布少量碳化物。这种组织强度高，韧性好，有一定耐磨损性能。常用于工作刃口温度不高、要求强韧性好的冷挤、冷墩和冲裁模具。4. 高速钢基体钢 此类应用较成功的钢种有65Nb、LM1、LM2、CG2和012A1等。此类钢具有与高速钢W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V淬火基体组织相似的化学成分。与高速钢组织相比，钢中共晶碳化物数量少，尺寸细小且分布均匀。这样既保持了高速钢的高抗压强度、红硬性和耐磨性能，又提高了韧性和抗疲劳性能，实现了强韧性、红硬性和耐磨性较好地统一。这类钢主要用于强韧性和耐磨要求高的场合，如加工难变形材料的模具及大型、复杂、受冲击载荷大的模具。5. 高碳中铬耐磨钢 属于此类钢的有120、301、LD、GM和ER5钢。这些钢种可视为在高碳高铬莱氏体钢的成分基础上发展起来的一类新型高耐磨钢。降低了钢中碳和铬的含量，以减少共晶碳化物。添加W、Mo、V、Si和N等合金元素，以提高钢的耐磨性。这类钢一般经淬火及高温回火后，具有较强的二次硬化效应和较高的强韧性和耐磨性。主要用于代替Cr12、Cr12MoV及高速钢模具的应用领域，有较好的技术经济效益。6. 改良型高速钢 属于此类钢的有6W6、W9、M2Al和V3N钢。这类钢均由用作刀具材料的W-Mo系通用高速钢演变而来的。在保证原高速钢红硬性和耐磨性的同时，通过合金化元素的调整或添加一些新的元素，以改善高速钢的韧性和塑性。M2Al和V3N两钢种采用Al、N元素补充合金化，使其具有更右移的红硬性和耐磨性能，达到含Co高速钢的性能水平，用作生产批量大的高精度冲裁模和冷挤模具，收到很好的使用效果。7. 热作模具钢除一般要求好的室温强韧性外，还应具有一系列高温性能，如高温强度、热稳定性、热疲劳抗力、抗氧化性和抗热熔损性能。8. 新型冷作模具钢：GD、CH、65Nb、LM2传统冷作模具钢：CrWMn、9SiCr、Crl2MoV9. 新型热作模具钢：HM3、H10、HD、PH传统热作模具钢：5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2MoV10. 塑料模具钢一般要求热处理工艺简便，热处理变形小或者不变形，预硬状态的切削加工性能好，镜面抛光性能和图案蚀刻性能优良，表面粗糙度低，使用寿命长。11. 新型模具塑料钢的钢种和应用1) 预硬调质型 属于此类钢种的有P20、718和H13钢。这类钢广泛用于制造大、中型精密注塑模。2) 预硬易切削型 属于此类型钢的有5NiSCa、SM1和8Cr2S等。这类钢适用于大、中型注塑模的制造。3) 实效硬化型 属于此类钢的有25CrNi3MoAl、PMS、SM2钢等。这类钢很适于制做高精度塑料模，还可在软化处理至低硬度后，用作冷挤成型法制造复杂型腔模具。4) 冷挤压成型型 属于此类钢的只有LJ和8416两个钢号。这种方法适用于需要重复制造型腔或浅型腔的塑料模具，可以降低成本，提高生产率。12. 粉末烧结模具材料与传统的熔铸法制得的模具钢相比，具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等特点。主要应用于拉丝、冷镦、冷冲、冷挤压等模具，可适应高强度、高压力负荷、高摩擦、有腐蚀介质及高温工作条件。13. 钴结硬质合金（通常称为硬质合金） 其成分主要由碳化钨、碳化钛为硬质相，以钴为粘结相构成。14. 铌的作用主要如下1) 能生成比较稳定的NbC，并可溶入MC和M2C碳化物中，增加其稳定性，使碳化物在淬火加热时溶解缓慢，阻止晶粒长大，使晶界呈弯曲状。2) 使奥氏体中的贫碳区增加，淬火后可以获得较多的板条状马氏体。马氏体尺寸很细。3) 铌还使回火过程中析出的M2C、MC碳化物弥散细小，比较稳定。15. GM钢的冷、热加工和电加工性能良好，热处理工艺范围比较宽。GM钢的硬化能力接近高速钢而强韧性优于高速钢和高铬工具钢。GM钢是制做精密、高校、耐磨模具的理想材料。16. LD钢的碳含量为0.7%0.8%，低于“平衡碳”水平，以求得较好韧性，同时加入一定量的铬、钼、钒合金元素，有利于通过“二次硬化”来保证较高的硬度和耐磨性，所以LD钢有较高的强韧性。适用于多种冷镦、冷挤压模具，如钢球、滚子、螺钉、套筒头模具等。17. 6W6钢是一种低碳高速钢类型的冷作模具钢，它的淬透性好，并且有类似高速钢的高硬度、高耐磨性、高强度等综合性能，又有比高速钢好的韧性。作为冷挤压用模具钢，有较好的使用寿命。18. HD钢中加入了一定量的Cr、Mo、V等合金元素，目的是通过强化基体并形成有效的强化第二相，以提高钢的高温性能。该钢具有高温强度较高、热稳定性及塑韧性较好的特点，与3Cr2W8V钢相比，具有较好的综合力学性能，能较显著地提高模具的使用寿命，适用于制造700或更高温度下的热作模具，如铜和钢的热挤压模具及铜合金的压铸模等。19. H13钢是从国外引进的钢种之一，具有较高的热强度和硬度，是国外通用的中温（600）热作模具。20. H13钢在中温下具有高的耐磨性和韧性，且有较好的耐冷热疲劳性能。由于H13钢具有良好的综合性能，可广泛用于制造模锻锤的锻模，热挤压模具与芯棒，锻造压力机模具，精锻机用模具镶块以及铝、铜、锌及其合金的压铸模。21. HM1钢是一种综合性能优秀的高强韧性模具材料。具有合金成分含量不高，冷热加工性能好；淬火、回火处理温度范围宽及较高的热强性、抗冷热疲劳性、抗回火稳定性和耐磨性等特点。22. PH钢是一种析出硬化型热作模具钢，最大特点是在预硬化状态下进行模具加工，然后直接使用，在使用中模具表层受热产生析出硬化，模具信步一般不超过400，其组织尤其是残余奥氏体尚未转变，因此模具同时具有表层所需的高温强度和心部有较高的塑、韧性，达到强、韧性的最理想配合，这对于一般热作模具钢是难以实现的。可适用于大、中界面热锻模、热挤压模。具有变形小、淬透性高、易切削等特点。23. 钴结硬质合金是以难熔金属的碳化物（如碳化钨、碳化钛等）为硬质相，以金属钴为粘结相，用粉末冶金的方法制造的合金材料。由于它具有比钢还要高的硬度和耐磨、耐腐蚀、耐高温和线膨胀系数小等特点，因此在许多领域得到广泛应用，但与钢相比，其韧性、可加工性较差。被广泛应用于制造拉丝模、冲压模等。24. 粉末高速钢是用粉末冶金的方法生产的高速钢，通常的生产工艺是：以雾化高速钢为原料，通过冷等静压，最终施以热等静压的高温高压烧结而成。第七章1. 化学热处理是指将钢件置于特定的活性介质中加热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变表层的化学成分、组织，使表层具有与心部不同的力学性能或特殊的物理、化学性能的热处理工艺。2. 常用的化学热处理方法有：渗碳、渗氮、碳氮共渗/氮碳共渗、渗硼、渗金属等。3. 渗碳是把钢件置于含有活性碳的介质中，加热到850950，保温一定时间，使碳