模具熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望doc

1、模具熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望摘要：模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過(guò)程。它對(duì)模具的如下性能有著直接的影響。模具制造精度：組織轉(zhuǎn)變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應(yīng)力過(guò)大造成模具在熱處理后的加工、裝配和模具使用過(guò)程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報(bào)廢。 模具的強(qiáng)度：熱處理工藝制定不當(dāng)、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設(shè)備狀態(tài)不完好，造成被處理模具強(qiáng)度（硬度）達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。模具的工作壽命：熱處理造成的組織結(jié)構(gòu)不合理、晶粒度超標(biāo)等，導(dǎo)致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，影響模具的工作壽命。模具的制造成本：作為模具制造過(guò)程的中間環(huán)節(jié)或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多

2、數(shù)情況下會(huì)使模具報(bào)廢，即使通過(guò)修補(bǔ)仍可繼續(xù)使用，也會(huì)增加工時(shí)，延長(zhǎng)交貨期，提高模具的制造成本。正是熱處理技術(shù)與模具質(zhì)量有十分密切的關(guān)聯(lián)性，使得這二種技術(shù)在現(xiàn)代化的進(jìn)程中，相互促進(jìn)，共同提高。 20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際模具熱處理技術(shù)發(fā)展較快的領(lǐng)域是真空熱處理技術(shù)、模具的表面強(qiáng)化技術(shù)和模具材料的預(yù)硬化技術(shù)。關(guān)鍵詞：模具熱處理； 模具鋼； 真空淬火； 強(qiáng)化； Status and Prospect of the mold heat treatment technologyAbstract: mold heat treatment is an important process to ensure

3、that the mold performance. It follows the mold performance has a direct Connected. Precision mold manufacturing: organizational changes uneven, incomplete, and the formation of heat treatment residual stress caused by the deformation of the mold after the heat treatment processing, assembly and mold

4、 during use, thereby reducing the accuracy of the mold, or even scrapped. The strength of the mold: heat treatment process developed improper heat treatment operations are not standardized or heat treatment equipment status is not intact, causing the handle mold strength (hardness) of the design req

5、uirements. The working life of the mold: the heat caused by the irrational structure, grain size, such as excessive, resulting in major performance, such as mold toughness, thermal fatigue performance, anti-wear performance decline, affect the working life of the mold. Mold manufacturing costs: as a

6、n intermediate or final process of mold manufacturing process, heat treatment cracking, distortion-tolerance and performance ultra-poor, in most cases will die scrap, even if the repair can continue to use, will increase the working hours to extend the delivery time, improve mold manufacturing costs

7、. Is the heat treatment technology and the quality of the mold has a very close correlation, making the two kinds of technology in the process of modernization, mutual promotion and common. Since the 1980s, the fast-growing area of international mold heat treatment technology of vacuum heat treatmen

8、t technology, the mold surface strengthening technology and pre-hardened mold material. Keywords: mold heat treatment; mold steel; vacuum quenching; carburizing; strengthening; wear resistance.一 模具熱處理的現(xiàn)狀1. 常用模具鋼五十年代，我國(guó)模具用鋼全部因襲國(guó)外鋼號(hào)。進(jìn)入六十年代，為了節(jié)約原材料和提高毛坯精度，少無(wú)切削工藝和精密成形技術(shù)有了迅速的發(fā)展，為了提高生產(chǎn)效率，采用了許多高效壓力加工設(shè)備，鍛錘逐

9、漸被壓力機(jī)替代。原用模具鋼的性能常不能滿足服役條件對(duì)性能的高要求，影響了模具的使用壽命和壓力加工新工藝新設(shè)備的推廣應(yīng)用。七十年代末，精密及大型工程塑料制品的使用日益廣泛，對(duì)塑料模具用鋼的需求量急劇增加，對(duì)塑料模具鋼的性能也提出了新的要求，而我國(guó)當(dāng)時(shí)尚無(wú)塑料模具專用鋼。 六十年代以來(lái)，在國(guó)家有關(guān)部委的支持下，中國(guó)科技工作者結(jié)合國(guó)情，開發(fā)出不少新模具鋼，其中一些使用性能優(yōu)異、工藝性能也比較好的新鋼種受到模具制造和使用單位的歡迎。在此期間也引進(jìn)了一些國(guó)外通用的鋼號(hào)，其中有些鋼號(hào)通過(guò)生產(chǎn)試用，取得良好的效果。對(duì)一些使用效果較好的冷作模具鋼和熱作模具鋼，有關(guān)部門還分別組織了性能對(duì)比試驗(yàn)研究，提出了選擇和

10、應(yīng)用的建議。為滿足高耐磨、長(zhǎng)壽命模具的需要，五十年代末，我國(guó)硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展，同時(shí)也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用做模具取得良好的效果。 本文分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金論述。1冷作模具鋼 目前我國(guó)常用的冷作模具鋼仍是低合金工具鋼CrWMn和高碳高鉻工具鋼Cr12MoV及Cr12這些老的鋼號(hào)。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ裕瑹崽幚碜冃涡?，但CrWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控制冷速，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使碳化物呈均勻?xì)小的粒狀，分布于基體上，否則易形成網(wǎng)狀碳化物，導(dǎo)致模具在使用中的崩刃和開裂。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)

11、韌性的降低。通過(guò)反復(fù)鐓撥可在一定程度上改善其偏析程度。 1981年，我國(guó)引入國(guó)際通用的高碳高鉻工具鋼(Cr12Mo1V1)。和Cr12MoV鋼相比，2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善，強(qiáng)度與韌性稍有提高，2鋼制作的模具，其使用壽命亦有不同程度的提高。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強(qiáng)度，常用于制作模具，但其韌性不能滿足復(fù)雜大型和受沖擊負(fù)荷大的模具的需要。 為了改善這類鋼的強(qiáng)韌性，我國(guó)開發(fā)了一些新的冷作模具鋼，如： 1.1低合金冷作模具鋼 這類鋼的主要特點(diǎn)是工藝性好，淬火溫度低，熱處理變形小，強(qiáng)韌性好，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ?。如G(6CrMnNiMoVSi

12、)、7CrSiMnMoV（簡(jiǎn)稱CH）、S鋼等。G鋼用于制作易崩刃、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命。CH鋼的成分與日本的SX105V鋼相同，是一種火焰淬火鋼，常用于制做汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件，火焰淬火時(shí)加熱模具刃口切料面，硬化層下又有一個(gè)高韌性的基體做襯墊，從而使模具獲得較高的使用壽命。S鋼是一種沖擊冷作模具鋼，其沖擊韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼6CrW2Si。 1.2基體鋼 基體鋼一般指其成分與高速鋼淬火組織中基體化學(xué)成分相同的鋼。美國(guó)、日本在七十年代初即研究過(guò)牌號(hào)為VascoMA、VascoMatrixI和MO2的基體鋼，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體，但未得到廣泛的使用。我國(guó)研制

13、了一些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡(jiǎn)稱65Nb）、65W8Cr4VTi（簡(jiǎn)稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡(jiǎn)稱LM2）鋼等。這些基體鋼的主要特點(diǎn)是其含碳量稍高于基體的含碳量，以增加一次碳化物量和提高耐磨性，還加入少量的強(qiáng)碳化物形成元素鈮或鈦，以形成比較穩(wěn)定的碳化物，阻止淬火加熱時(shí)晶粒的長(zhǎng)大并改善鋼的工藝性能。這類基體鋼已較廣泛地用于制作冷擠壓、厚板冷沖、冷鐓等模具，特別適于難變形材料用的大型復(fù)雜模具，還可用做黑色金屬的溫?zé)釘D壓模具。 1.3韌性較高的耐磨冷作模具鋼 為了改善Cr12型冷作模具鋼的碳化物偏析，提高其韌性，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性，我國(guó)做了大量的研究工作，開發(fā)出不

14、少新的鋼種，如L、ER5和GM鋼等。在這些鋼中，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析，增加鎢、鉬和釩的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性。與Cr12型冷作模具鋼比較，這類鋼的碳化物偏析有所改善，有較高的韌性。這類鋼比Cr12型冷作模具鋼有更好的耐磨性，因而制做的模具有更高的壽命，更適于高速?zèng)_床和多工位沖床的使用。 2熱作模具鋼1 我國(guó)常用的熱作模具鋼為5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V鋼。 5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模。但其淬透性不夠高，回火穩(wěn)定性也不高，其性能不能滿足大截面鍛模對(duì)性能的要求。3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu、Al合金的壓鑄模。這種鋼的熱穩(wěn)定

15、性高，使用溫度達(dá)650?C，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低、冷熱疲勞性差。 我國(guó)在八十年代初引進(jìn)國(guó)外通用的鉻系熱作模具鋼H13(4Cr5MoSiV1)，H13鋼有良好的冷熱疲勞性，在使用溫度不超過(guò)600?C時(shí)，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速得到推廣應(yīng)用，其產(chǎn)量已超過(guò)3Cr2W8V鋼。 為適應(yīng)壓力加工新工藝、新設(shè)備對(duì)模具鋼在強(qiáng)韌性和熱穩(wěn)定性方面更高的要求，我國(guó)研制了不少的新熱作模具鋼，主要有： 2.1熱鍛模具鋼 國(guó)內(nèi)在八十年代，針對(duì)5CrNiMo鋼的淬透性不能滿足大截面錘鍛模的需要和使用溫度不超過(guò)500的問(wèn)題，對(duì)國(guó)內(nèi)外用鋼做過(guò)大量的分析對(duì)比和研究。研究工作表明，國(guó)外同類

16、鋼5CrNiMoV中的Cr、Ni、Mo含量均高于國(guó)產(chǎn)5CrNiMo鋼，并含有少量的V，因而其淬透性和回火穩(wěn)定性均高于國(guó)產(chǎn)5CrNiMo鋼，并建議選用5CrNiMoV鋼，用于制做大型、復(fù)雜的重載荷錘鍛模11。* 國(guó)內(nèi)還開發(fā)了大截面熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi鋼，已獲得較廣泛的應(yīng)用1。與5CrNiMo鋼相比，這些鋼中的碳含量稍低，提高了Cr和Mo的含量并加入適當(dāng)?shù)腣和Si，因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性。45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅，較之5Cr2NiMoVSi鋼，稍有降低，更適宜于做錘鍛模。這種鋼用于制造4000t以上機(jī)械壓力機(jī)鍛模和3t以上鍛錘模，使用壽命較5C

17、rNiMo和5CrNiMoV提高0.51.5倍。3Cr2MoWVNi鋼也是我國(guó)開發(fā)的一種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命。 2.2熱擠壓用模具鋼 H13已是國(guó)內(nèi)外廣泛使用的熱作模具鋼，在使用溫度不超過(guò)600?C時(shí)，有良好的冷熱疲勞性能，用做熱擠壓模和鋁合金壓鑄模，有比較高的使用壽命。但H13鋼有較大的尺寸效應(yīng)，國(guó)外采用爐外精練、高溫?cái)U(kuò)散退火、等向鍛造等工藝，以改善其尺寸效應(yīng)，減小Cr和Mo的成分偏析，國(guó)內(nèi)多采用電渣重熔等工藝。 我國(guó)研制了許多強(qiáng)韌性好、熱穩(wěn)定性高的熱擠壓用熱作模具鋼。一些鋼是在國(guó)外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，并在合金化方面有一定特色，如HMI(3Cr3Mo3

18、W2V)、TM(4Cr3Mo2WMnVNb)、Y4(4Cr3Mo2MnVB)、Y10(4Cr5Mo2SiV1)、H2(4Cr3Mo2VNiNbB)、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)等鋼。這些鋼在保持較好的強(qiáng)韌性條件下，具有高的其熱穩(wěn)定性，分別用于制做熱擠壓模、精鍛模、有色金屬壓鑄模等，有良好的使用效果。 我國(guó)有關(guān)部門曾組織一些研究單位和使用單位，選擇了27種國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和新研制成功的熱作模具鋼，對(duì)其基本力學(xué)性能、工藝性能和使用性能進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比，并提出了各類熱作模具的選材準(zhǔn)則。 3塑料模具鋼 塑料成形用模具產(chǎn)值已在模具工業(yè)總產(chǎn)值中占首位。中國(guó)過(guò)去無(wú)專用塑料模具用鋼。近年在引進(jìn)國(guó)外塑料模

19、具用鋼的同時(shí)，自行研制和開發(fā)出一些新的塑料模具專用鋼。 3.1預(yù)硬型塑料模具鋼 這類鋼在鋼廠經(jīng)過(guò)充分鍛打后制成模塊，預(yù)先熱處理至要求的硬度（一般預(yù)硬至3035RHC）后，供使用單位制模。P20（即3Cr2Mo）是國(guó)外使用最廣泛的預(yù)硬塑料模具鋼，已列入我國(guó)合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)，八十年代以來(lái)已在我國(guó)一些工廠廣泛采用。718是瑞典生產(chǎn)的改型P20鋼，較P20有更高的淬透性，調(diào)質(zhì)后可在大截面尺寸保持硬度均勻一致，亦在我國(guó)得到較廣泛地使用。 3.2易切削預(yù)硬鋼 為了改善預(yù)硬塑料模具鋼的被切削性能，可加入易切削元素。美國(guó)、日本、德國(guó)都發(fā)展了一些易切削預(yù)硬鋼。國(guó)外易切削預(yù)硬鋼主要是S系，也有S-Se系、Ca系。但

20、Se價(jià)格較貴。S系易切削鋼的各向異性較大，在截面增大時(shí)，硫化物的偏析比較嚴(yán)重。 我國(guó)研制了一些含硫易切削預(yù)硬塑料模具鋼，如8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）和S-Ca復(fù)合易切削塑料模具鋼5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）。5NiSCa鋼采用了S-Ca復(fù)合易切削系和噴射冶金技術(shù)，改善了硫化物的形態(tài)、分布和鋼的各向異性,在大截面中硫化物的分布仍比較均勻。5NiSCa鋼有高的淬透性和鏡面拋光性，模具硬度為3545HRC時(shí)，可順利進(jìn)行各種加工。 3.3非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼 這種鋼不經(jīng)調(diào)度處理，鍛、軋后可達(dá)到預(yù)硬硬度，有利于節(jié)約能源、降低成本、縮短生產(chǎn)周期。我國(guó)開發(fā)的這類鋼有：中碳錳硼系空冷貝氏體

21、鋼、可用于制作塑料模和橡膠模；非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼2Mn2CrVTiSCaRe(FT),鋼中加入S、Ca、Re做為易切削元素，比S-Ca復(fù)合系易切削鋼有更好的切削性能；低碳MnMoVB系非調(diào)質(zhì)貝氏體型大截面塑料模具鋼（B30），鋼中加入S、Ca作為易切削元素，工業(yè)試生產(chǎn)表明400mm厚板坯熱軋后空冷，硬度沿截面分布較均勻。 3.4時(shí)效硬化鋼 我國(guó)開發(fā)了幾種低鎳時(shí)效硬化鋼，這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后進(jìn)行機(jī)械加工，再經(jīng)時(shí)效，通過(guò)析出金屬間化合物提高硬度，熱處理后變形很小。時(shí)效硬化鋼適于制作高精度塑料模具、透明塑料用模具等。 這類鋼有25CrNi3MoAl、10Ni3Mn2AlCu（PMS）和06Ni6CrMoVT

22、iAl等鋼。這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，硬度為2030HRC，可進(jìn)行機(jī)械加工，再經(jīng)時(shí)效，硬度可達(dá)3842HRC、。 3.5耐蝕塑料模具鋼 塑料制品在以化學(xué)性腐蝕塑料為原料時(shí)，模具需具有防腐蝕性能，一般采用耐蝕鋼制造模具，此時(shí)還要求有較好的耐磨性。常用的鋼種為4Cr13(420)、9Cr18、17-4PH。PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國(guó)開發(fā)的一種耐蝕塑料模具鋼，有較好的綜合力學(xué)性能良好的抗蝕性。 4硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是用粉末冶金方法制造的一類復(fù)合材料。硬質(zhì)合金的硬度很高、耐磨性好，有高的彈性模量和高的使用工作溫度。用于制作某些模具，模具使用壽命可提高數(shù)倍、數(shù)十倍以上。但硬質(zhì)合金較脆

23、，抗彎強(qiáng)度和韌性較差，且不能進(jìn)行機(jī)械加工。硬質(zhì)合金作為模具材料，主要用于拉絲模具、受沖擊力不大的冷擠和冷沖模具等。目前,我國(guó)已可生產(chǎn)各類牌號(hào)的硬質(zhì)合金，基本上可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。 為了滿足制造集成電路板鉆孔用的微型鉆頭、計(jì)算機(jī)用的點(diǎn)陣打印針、精密工模具等的需要，近年來(lái)，各國(guó)都研制出一些微晶（WC晶粒小于1微米）和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（WC晶粒小于0.6微米）,傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金中，WC晶粒尺寸為1.31.5微米。超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金彌補(bǔ)了常規(guī)硬質(zhì)合金的許多不足，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，在制造耐磨耐沖擊工模等方面取得了良好的效果。我國(guó)一些研究單位和硬質(zhì)合金廠已研制出多種牌號(hào)的微晶硬質(zhì)合金和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。開

24、發(fā)高性能超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金目前仍是硬質(zhì)合金研究的熱點(diǎn)。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以碳化物為硬質(zhì)相，鋼作粘接相形成的復(fù)合材料。鋼結(jié)硬質(zhì)合金有良好的耐磨性，其強(qiáng)度和韌性一般高于硬質(zhì)合金，并具有可熱處理性、可切削加工性、可鍛性和可焊性這樣一些工藝性能。模具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)于60年代開始研制這種材料，已研制成多種牌號(hào)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用作模具的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，硬質(zhì)相主要用TiC和WC，鋼的基體主要采用低合金鉻鉬鋼、中高合金工具鋼或高速鋼，如TiC系的GT35、R5、1、T1和WC系的TLMW50、GW50、GJW50。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已用于制作冷鐓模、擠壓模、拉伸模、沖裁摸、拉絲模、熱鐓模等。 粉末冶金

25、技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用，導(dǎo)致七十年代無(wú)偏析粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)韌性、可磨削性、等向性、熱處理工藝性都優(yōu)于一般高速鋼，并有比較高的使用壽命。以后用此技術(shù)生產(chǎn)常規(guī)工藝無(wú)法生產(chǎn)的高碳高釩高耐磨冷模具鋼，這類鋼有較好的切削加工性和磨削性能，并有較好的韌性，制成的模具使用壽命與一些硬質(zhì)合金相近。國(guó)外已生產(chǎn)多種牌號(hào)的粉末冶金高耐磨冷模具鋼，國(guó)內(nèi)尚少研究。 2模具熱處理 熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過(guò)程中的重要工序之一。它可以控制模具零件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕、磁性能等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利於進(jìn)行各種冷、熱加工。本文詳細(xì)分析了中國(guó)模具熱處理行業(yè)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題，并提出

26、些許對(duì)策。 1 中國(guó)熱處理行業(yè)運(yùn)行分析中國(guó)改革開放以來(lái)，模具熱處理企業(yè)引進(jìn)了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一些大型骨乾企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有了明顯的改觀。國(guó)際模具及塑膠五金產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝指出，經(jīng)過(guò)30年來(lái)的發(fā)展，中國(guó)東部沿海地區(qū)終於形成了今日的完全以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向的熱處理專業(yè)化生產(chǎn)格局?，F(xiàn)在的熱處理行業(yè)除了生產(chǎn)模具及其配件以外，還包括大量的機(jī)械零部件和五金配件等。但模具熱處理仍然是這個(gè)行業(yè)的主營(yíng)產(chǎn)品，現(xiàn)在仍然占有60%以上的市場(chǎng)份額。綜觀多年來(lái)中國(guó)模具熱處理生產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r，可謂市場(chǎng)導(dǎo)向特色明顯。1.1市場(chǎng)快速響應(yīng)能力強(qiáng)模具熱處理品種配套速度快，即從早年的小型簡(jiǎn)單的冷沖模具，到後來(lái)有大量需求的中小型冷

27、作模具、熱擠壓模和壓鑄模，再到精密的塑膠模具，近30年來(lái)已經(jīng)形成比較完整的模具熱處理生產(chǎn)體系。模具熱處理生產(chǎn)周期短。如今在珠江三角地區(qū)，今天送模具來(lái)熱處理，明後天完工的要求相當(dāng)正常，而相當(dāng)多熱處理廠家都能急市場(chǎng)之所急。1.2模具熱處理專業(yè)化生產(chǎn)程度高許多廠家能針對(duì)所服務(wù)的模具廠產(chǎn)品組織專業(yè)化生產(chǎn)，如熱處理或?qū)Ｗ鰺釘D壓模，或?qū)Ｗ鲣X合金壓鑄模，或?qū)Ｗ鏊苣z成型模等。其專業(yè)化生產(chǎn)分工明晰，生產(chǎn)特色比較明顯，產(chǎn)品質(zhì)量比較有保證，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力各有所長(zhǎng)。1.3模具熱處理裝備更新速度快中國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具生產(chǎn)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，以及模具熱處理的技術(shù)進(jìn)步，極大地推動(dòng)了模具熱處理生產(chǎn)裝備的配套與完善。熱處理作為模

28、具制造鏈上重要的一環(huán)，雖然其加工產(chǎn)值僅占模具產(chǎn)值很小的一部分，但熱處理質(zhì)量對(duì)模具的品質(zhì)、附加值，以及使用壽命的影響卻是關(guān)鍵和深遠(yuǎn)的。當(dāng)前，特別是在汽車制造業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)力拉動(dòng)下，使得對(duì)模具的需求檔次越來(lái)越高。熱處理行業(yè)在未來(lái)的發(fā)展中，必須將模具熱處理生產(chǎn)主要集中在技術(shù)含量高的中高檔模具上，如汽車模具、中小型精密模具和大中型塑膠模具等，以進(jìn)一步發(fā)揮其產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。2 一般模具熱處理的方法模具制造的成本高，特別是一些精密復(fù)雜的冷沖模、塑料模、壓鑄模等。采用熱處理技術(shù)提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具壽命，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，我國(guó)模具技術(shù)工作者十分重視模具熱處理技術(shù)的發(fā)展。常用模具表面強(qiáng)化處理工藝有

29、化學(xué)熱處理:滲碳、碳氮共滲等; 真空熱處理；深冷處理；模具的高溫淬火和降溫淬火；模具材料的預(yù)硬化；氣相沉積；高能束熱處理；表面復(fù)層處理:堆焊、熱噴涂、電火花表面強(qiáng)化、PVD和CVD等;表面加工強(qiáng)化處理:噴丸等如圖表1。表1模具常用的熱處理說(shuō)明熱處理名稱定義目的應(yīng)用正火把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的操作消除應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善組織，調(diào)整硬度，便于切削加工作為預(yù)備熱處理，或用來(lái)消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作準(zhǔn)備完全退火把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后緩慢冷卻的操作消除應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能用于模具鍛件，鑄鋼件或冷壓件的熱處理退火球化退火把鋼加熱到臨界溫度以上稍高的溫度保溫后再冷至稍低于

30、A的溫度保溫，然后空冷的操作消除片滲碳體，使其變成球狀滲碳體，改善切削加工性能用于碳素工具鋼及合金工具鋼模具調(diào)質(zhì)淬火后高溫回火的操作既有較高的強(qiáng)度，又有較高的韌性作為模具零件淬火劑氮化前的中間熱處理淬火將鋼加熱到相變溫度以上，保溫后快速冷卻，獲得馬氏體，貝氏體的操作提高零件的硬度劑耐磨性用于模具零件的最終熱處理回火將淬火零件加熱至A以下某一溫度，保溫后冷卻的操作消除淬火應(yīng)力，調(diào)整硬度模具淬火后都必須回火滲碳將鋼件放在含碳的介質(zhì)中，加熱至奧氏體化溫度，將碳滲入鋼件表面的操作提高零件表面的含碳量，使表面獲得很高的硬度和耐磨性，而心部具有良好的韌性在模具制造中用于導(dǎo)柱，導(dǎo)套的熱處理將鋼件放在含氮的氣

31、氛中，加熱至500600提高零件的耐磨性和耐蝕性用于工作負(fù)荷不大，氮耐磨性要求高級(jí)要求耐蝕的模具氮化攝氏度，使氮滲入鋼件表面的操作21真空熱處理模具鋼經(jīng)真空熱處理后有良好的表面狀態(tài)，變形小。與大氣下的淬火比較，真空油淬后模具表面硬化比較均勻，而且略高一些，主要原因是真空加熱時(shí)，模具鋼表面呈活性狀態(tài)，不脫碳，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜。在真空下加熱，鋼的表面有脫氣效果，因而具有較高的力學(xué)性能，爐內(nèi)真空度越高，抗彎強(qiáng)度越高。真空淬火后，鋼的斷裂韌性有所提高，模具壽命比常規(guī)工藝普遍提高40%400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到較廣泛的使用。真空熱處理技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型的熱處理技術(shù)，

32、它所具備的特點(diǎn)，正是模具制造中所迫切需要的，比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣，消除氫脆，從而提高材料（零件）的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度。真空加熱緩慢、零件內(nèi)外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。 按采用的冷卻介質(zhì)不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火。模具真空熱處理中主要應(yīng)用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件（如模具）真空加熱的優(yōu)良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要，模具淬火過(guò)程主要采用油冷和氣冷。對(duì)于熱處理后不再進(jìn)行機(jī)械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的工件（模具），它可以提高

33、與表面質(zhì)量相關(guān)的機(jī)械性能，如疲勞性能、表面光亮度、而腐蝕性等。 22深冷處理 近年來(lái)的研究工作表明，模具鋼經(jīng)深冷處理（-196），可以提高其力學(xué)性能，一些模具經(jīng)深冷處理后顯著提高了使用壽命。模具鋼的深冷可以在淬火和回火工序之間進(jìn)行，也可在淬火回火之后進(jìn)行深冷處理。如果在淬火、回火后鋼中仍保留有殘余奧氏體，則在深冷處理后仍需要再進(jìn)行一次回火。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩(wěn)定性。深冷處理不僅用于冷作模具，也可用于熱作模具和硬質(zhì)合金。深冷處理技術(shù)已越來(lái)越受到模具熱處理工作者的關(guān)注，已開發(fā)出專用深冷處理設(shè)備。不同鋼種在深冷過(guò)程中的組織變化及其微觀機(jī)制及其對(duì)力學(xué)性能的影響，尚需進(jìn)一步研究。2.3模具

34、的高溫淬火和降溫淬火一些熱作模具鋼，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常規(guī)淬火溫度加熱淬火，可以減少鋼中碳化物的數(shù)量、改善其形態(tài)和分布，使固溶于奧氏體中碳的分布均勻化，淬火后可在鋼中獲得更多的板條馬氏體，提高其斷裂韌性和冷熱疲勞抗力，從而延長(zhǎng)模具使用壽命。查資料2得3Cr2W8V鋼制的一種熱擠壓模具，常規(guī)淬火溫度為10801120，回火溫度為560580。當(dāng)淬火溫度提高至1200，回火溫度為680（2次），模具壽命提高了數(shù)倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼，可適當(dāng)降低其淬火溫度，以改善其塑韌性，減少脆性開裂傾向，

35、從而提高模具壽命。查資料3得W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用11401160。2.4化學(xué)熱處理 化學(xué)熱處理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蝕性、抗咬合、抗氧化性等性能。幾乎所有的化學(xué)熱處理工藝均可用于模具鋼的表面處理。 研究工作表明，高碳及低合金工具鋼和中高碳高合金鋼均可進(jìn)行滲碳或碳氮共滲。高碳低合金鋼滲碳或碳氮共滲時(shí)，應(yīng)盡可能選取較低的加熱溫度和較短的保溫時(shí)間，此時(shí)可保證表層有較多的未溶碳化物核心，滲碳和碳氮共滲后，表層碳化物呈顆粒狀，碳化物總體積也有明顯增加，可以增加鋼的耐磨性。W6Mo5Cr4V2和65Nb鋼制模具進(jìn)行滲碳以及65Nb鋼制模具真空滲碳后，模具的壽命均有顯著提高。 采用

36、500650高溫回火的合金鋼模具，均可在低于回火溫度的范圍內(nèi)或在回火的同時(shí)進(jìn)行表面滲氮或氮碳共滲。 滲氮工藝目前多采用離子滲氮、高頻滲氮等工藝。離子滲氮可以縮短滲氮時(shí)間，并可獲得高質(zhì)量的滲層。離子滲氮可以提高壓鑄模的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性和抗粘附性能。 氮碳共滲可在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中進(jìn)行，滲層脆性小，共滲時(shí)間比滲氮時(shí)間大為縮短。壓鑄模、熱擠壓模經(jīng)氮碳共滲后可顯著提高其熱疲勞性能。氮碳共滲對(duì)冷鐓模、冷擠壓模、冷沖模、拉伸模等均有很好的應(yīng)用效果。 冷作模具和熱作模具還可以進(jìn)行硫氮或硫氮碳共滲。近年許多研究工作都表明稀土有明顯的催滲效果，從而發(fā)展了稀土氮共滲、稀土氮碳共滲等新工藝。 2.5滲硼

37、和滲金屬 滲硼可以是固體滲硼、液體滲硼和膏劑滲硼等，應(yīng)用最多的是固體滲硼，市場(chǎng)上已有固體滲硼劑供應(yīng)。固體滲硼后，表層的硬度高達(dá)14002800HV，耐磨性高，耐腐蝕性和抗氧化性能都較好。 滲硼工藝常用于各種冷作模具上，由于耐磨性的提高，模具壽命可提高數(shù)倍或十余倍。采用中碳鋼滲硼有時(shí)可取代高合金鋼制作模具。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具，如熱擠壓模等。 滲硼層較脆，擴(kuò)散層比較薄，對(duì)滲層的支撐力弱，為此，可采用硼氮共滲或硼碳氮共滲，以加強(qiáng)過(guò)渡區(qū)，使其硬度變化平緩。為改善滲硼層脆性，可采用硼釩、硼鋁共滲。 滲金屬包括滲鉻、滲釩、滲鈦等工藝均可用于處理冷作和熱作模具，其中T法（熔鹽滲金屬）已得到一些應(yīng)用，可使

38、模具壽命提高幾倍乃至十幾倍。2.6模具材料的預(yù)硬化模具在制造過(guò)程中進(jìn)行熱處理是絕大多數(shù)模具長(zhǎng)時(shí)間沿用的一種工藝，自上個(gè)世紀(jì)70年代開始，國(guó)際上就提出預(yù)硬化的想法，但由于加工機(jī)床剛度和切削刀具的制約，預(yù)硬化的硬度無(wú)法達(dá)到模具的使用硬度，所以預(yù)硬化技術(shù)的研發(fā)投入不大。隨著加工機(jī)床和切削刀具性能的提高，模具材料的預(yù)硬化技術(shù)開發(fā)速度加快，到上個(gè)世紀(jì)80年代，國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在塑料模用材上使用預(yù)硬化模塊的比例已達(dá)到30（目前在60以上）。我國(guó)在上世紀(jì)90年代中后期開始采用預(yù)硬化模塊（主要用國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品）。模具材料的預(yù)硬化技術(shù)主要在模具材料生產(chǎn)廠家開發(fā)和實(shí)施。通過(guò)調(diào)整鋼的化學(xué)成分和配備相應(yīng)的熱處理設(shè)備，

39、可以大批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的預(yù)硬化模塊。我國(guó)在模具材料的預(yù)硬化技術(shù)方面，起步晚，規(guī)模小，目前還不能滿足國(guó)內(nèi)模具制造的要求。采用預(yù)硬化模具材料，可以簡(jiǎn)化模具制造工藝，縮短模具的制造周期，提高模具的制造精度?？梢灶A(yù)見，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)硬化模具材料會(huì)用于更多的模具類型。2.7氣相沉積 氣相沉積按形成的基本原理，分為物理氣相沉積(PV)和化學(xué)氣相沉積(CV)。 PV分為真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍。離子鍍是蒸鍍和濺射鍍相結(jié)合的技術(shù)，離子鍍膜具有粘著力強(qiáng)、均鍍能力好、被鍍基體材料和鍍層材料可以廣泛搭配等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得較廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)多弧離子鍍受到人們的重視。目前在模具上應(yīng)用較多的是離子鍍TiN，這種膜

40、不僅硬度高而且膜的韌性好、結(jié)合力強(qiáng)、耐高溫。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多元膜，如(TiAl)N、(TiCr)N等，性能優(yōu)于TiN，是一類更有前途的新型薄膜。 CV是用化學(xué)方法使反應(yīng)氣體在基礎(chǔ)材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成覆蓋層（TiC、TiN）的方法。CV有多種方法。通常，CV的反應(yīng)溫度在900以上，覆層硬度達(dá)到2000HV以上，但高的溫度容易使工件變形，沉積層界面易發(fā)生反應(yīng)。發(fā)展趨勢(shì)是降低溫度，開發(fā)新的涂層成分。例如，金屬有機(jī)化合物CV(MOCV)，激光CV(LCV)，等離子CV(PCV)等。2.8高能束熱處理 高能束熱處理的熱源通常是指激光、電子束、離子束等。它們共同的特征是：供給材料表面功率密度

41、至少103W/M2。它們的共同特點(diǎn)是：加熱速度快，加熱面積可根據(jù)需要選擇，工件變形小，不需要冷卻介質(zhì)，處理環(huán)境清潔，可控性能好，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。國(guó)內(nèi)外對(duì)高能束熱處理的原理、工藝等均投入較多的研究，比較成熟的是激光相變硬化、小尺寸電子束處理和中等功率的離子注入，并在提高模具壽命方面獲得了應(yīng)用。2.9激光束表面強(qiáng)化技術(shù)激光束的能量密度很高，對(duì)材料表面加熱速度極快，使整個(gè)基體的溫度在加熱過(guò)程中可以基本不受影響，因而，對(duì)處理件的形狀、性能也不產(chǎn)生影響，因此采用激光束對(duì)材料進(jìn)行表面改性技術(shù)是材料學(xué)科的一個(gè)新領(lǐng)域，近二十年來(lái)，引起了廣大材料研究人員的關(guān)注并得到了迅速的發(fā)展。激光束表面強(qiáng)化技術(shù)具有以下特

42、點(diǎn):第一、改性層有足夠厚度，可滿足工程要求，通?？蛇_(dá)到0.10一1.Omm厚。第二、與氣相沉積技術(shù)比較具有結(jié)合狀態(tài)好，改性層內(nèi)部、改性層和基體之間保持致密的冶金結(jié)合，不易剝落。其次，高功率密度的激光束能量集中，與模具表面作用時(shí)間短，適用于局部表面處理，由于對(duì)工件整體熱影響小，所以熱變形很小。第四、其工藝操作靈活簡(jiǎn)便、無(wú)污染、無(wú)輻射、能較大程度地改善勞動(dòng)強(qiáng)度。3模具熱處理存在問(wèn)題模具鋼熱處理過(guò)程中工件內(nèi)部組織和性能的變化無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這是熱處理質(zhì)量控制難度大的原因之一。以工件爐內(nèi)加熱為例，人們只能測(cè)量和控制爐膛的溫度，只能從爐溫的變化去推測(cè)工件內(nèi)部溫度場(chǎng)和組織的變化，作為制訂加熱規(guī)程和爐溫控制的

43、依據(jù)。至于淬火操作，目前沒(méi)有一種傳感技術(shù)手段可以實(shí)時(shí)反映冷卻過(guò)程中溫度場(chǎng)與組織變化的信息，所以有人將淬火冷卻喻為“黑洞”，意指人們對(duì)其知之甚少，而有待挖掘的潛力巨大。 第二個(gè)原因是影響熱處理質(zhì)量的因素眾多，例如淬火冷卻介質(zhì)的種類和成分，介質(zhì)老化情況、介質(zhì)的溫度、介質(zhì)攪拌、模具鋼的成分波動(dòng)和原始組織、奧氏體化溫度的偏差和工件的表面狀態(tài)等，都會(huì)對(duì)工件淬火的質(zhì)量產(chǎn)生影響，使質(zhì)量控制遇到很大的困難。影響熱處理質(zhì)量的因素不僅僅限于熱處理過(guò)程本身，冶煉、鍛造、塑性成形、預(yù)先熱處理等各道工序都影響著最后熱處理的質(zhì)量，不全面系統(tǒng)地掌握整個(gè)模具鋼材料制造流程中各個(gè)環(huán)節(jié)之間相互影響的規(guī)律，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠的熱處理質(zhì)

44、量控制。 第三個(gè)原因在于熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)的局限性。硬度測(cè)量是熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)最常用的方法，但只能測(cè)出表面硬度，無(wú)法反映內(nèi)部質(zhì)量，而且硬度并不能全面反映材料的組織和性能，抽樣做解剖分析和綜合性能測(cè)試，其結(jié)果也不能說(shuō)明每一個(gè)零件的質(zhì)量，所以僅僅依靠熱處理后的檢驗(yàn)，事實(shí)上并不能嚴(yán)格把住熱處理質(zhì)量關(guān)。潛伏的隱患常常在產(chǎn)品投入使用時(shí)才暴露甚至可能導(dǎo)致重大事故。1模具熱處理中存在的問(wèn)題及預(yù)防措施 11模具表面有軟點(diǎn) 模具熱處理后表面有軟點(diǎn)，將影響模具的耐磨性、減少模具的使用壽命。 （1）產(chǎn)生原因 1）模具在熱處理前表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。 2）模具淬火加熱后，冷卻淬火介質(zhì)選擇不當(dāng)，淬火介質(zhì)中雜質(zhì)過(guò)多或老

45、化。 （2）預(yù)防措施 1）模具熱處理前應(yīng)去除氧化皮、銹斑，在淬火加熱時(shí)適當(dāng)保護(hù)模具表面，應(yīng)盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護(hù)氣氛爐中加熱。 2）模具淬火加熱后冷卻時(shí)，應(yīng)選擇合適的冷卻介質(zhì)，對(duì)長(zhǎng)期使用的冷卻介質(zhì)要經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾，或定期更換。1.2模具熱處理前組織不佳 模具最終球化組織粗大不均、球化不完善，組織有網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，這將使模具在淬火后易產(chǎn)生裂紋，造成模具報(bào)廢。 （1）產(chǎn)生原因 1）模具鋼材料原始組織存在嚴(yán)重碳化物偏析。 2）鍛造工藝不佳，如鍛造加熱溫度過(guò)高、變形量小、停鍛溫度高、鍛后冷卻速度緩慢等，使鍛造組織粗大并有網(wǎng)狀、帶狀及鏈狀碳化物存在，使球化退火時(shí)難以消除。 3）球化退火工藝

46、不佳，如退火溫度過(guò)高或過(guò)低，等溫退火時(shí)間短等，可造成球化退火組織不均或球化不良。 （2）預(yù)防措施 1）一般應(yīng)根據(jù)模具的工作條件、生產(chǎn)批量及材料本身的強(qiáng)韌化性能，盡量選擇品質(zhì)好的模具鋼材料。 2）改進(jìn)鍛造工藝或采用正火預(yù)備熱處理，來(lái)消除原材料中網(wǎng)狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。 3）對(duì)無(wú)法進(jìn)行鍛造的碳化物偏析嚴(yán)重的高碳模具鋼可進(jìn)行固溶細(xì)化熱處理。 4）對(duì)鍛造后的模坯制定正確的球化退火工藝規(guī)范，可采用調(diào)質(zhì)熱處理和快速勻細(xì)球化退火工。 5）合理裝爐，保證爐內(nèi)模坯溫度的均勻性。1.3模具產(chǎn)生淬火裂紋 模具在淬火后產(chǎn)生裂紋是模具熱處理過(guò)程中的最大缺陷，將使加工好的模具報(bào)廢，使生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)造成很大損失。

47、（1）產(chǎn)生的原因 1）模具材料存在嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析。 2）模具中存在有機(jī)械加工或冷塑變形應(yīng)力。 3）模具熱處理操作不當(dāng)（加熱或冷卻過(guò)快、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)、冷卻溫度過(guò)低、冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等）。 4）模具形狀復(fù)雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力過(guò)大。 5）模具淬火加熱溫度過(guò)高產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。 6）模具淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。 7）模具返修淬火加熱時(shí)，未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。 8）模具熱處理的，磨削工藝不當(dāng)。 9）模具熱處理后電火花加工時(shí)，硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋。（2）預(yù)防措施 1）嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量 2）改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、

48、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均勻性。、 3）在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火（600）后再進(jìn)行加熱淬火。 4）對(duì)形狀復(fù)雜的模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處，并采用分級(jí)淬火或等溫淬火。 5）返修或翻新模具時(shí)需進(jìn)行退火或高溫回火。 6）模具在淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施，并選擇合適淬火介質(zhì)。 7）應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間，防止模具過(guò)熱和過(guò)燒。 8）模具淬火后應(yīng)及時(shí)回火，保溫時(shí)間要充分，高合金復(fù)雜模具應(yīng)回火2-3次。 9）選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。 10）改進(jìn)模具電火花加工工藝，并進(jìn)行去應(yīng)力回火。1.4模具淬火后組織粗大 模具淬火后組織粗大，將嚴(yán)

49、重影響模具的力學(xué)性能，使用時(shí)將會(huì)使模具產(chǎn)生斷裂，嚴(yán)重影響模具的使用壽命。 （1）產(chǎn)生的原因 1）模具鋼材混淆，實(shí)際鋼材淬火溫度遠(yuǎn)低于要求模具材料的淬火溫度（如把GCr15鋼當(dāng)成3Cr2W8V鋼）。 2）模具鋼淬火前未進(jìn)行正確的球化處理工藝，球化組織不良。 3）模具淬火加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 4）模具在爐中放置位置不當(dāng)，在靠近電極或加熱元件區(qū)易產(chǎn)生過(guò)熱。 5）對(duì)截面變化較大的模具，淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，在薄截面和尖角處產(chǎn)生過(guò)熱。 （2）預(yù)防措施 1）鋼材入庫(kù)前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)防鋼材混淆亂放。 2）模具淬火前應(yīng)進(jìn)行正確的鍛造和球化退火，以確保良好的球化組織。 3）正確制定模具淬火加熱工

50、藝規(guī)范，嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。 4）定期檢測(cè)和校正測(cè)溫儀表，保證儀表正常工作。 5）模具在爐中加熱時(shí)應(yīng)與電極或加熱元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x。二 模具熱處理的展望1 模具熱處理技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)1. 物理冶金基礎(chǔ)研究成就突出上海交通大學(xué)開發(fā)了金屬相變理論和強(qiáng)韌化機(jī)理的研究，對(duì)馬氏體、貝氏體的組織形態(tài)、精細(xì)結(jié)構(gòu)、預(yù)相變機(jī)制，形狀記憶合金與超塑合金中相變機(jī)制都進(jìn)行了深入研究?？刂茲B碳、滲氮和熱過(guò)程溫度、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬也是上海交通大學(xué)上世紀(jì)八十年代以來(lái)工作的突出方面。哈爾濱工業(yè)大學(xué)多年來(lái)在雷延權(quán)教授領(lǐng)導(dǎo)下堅(jiān)持了金屬形變強(qiáng)化的理論和實(shí)踐的研究，對(duì)一定溫度和形變度下的金屬再結(jié)晶規(guī)律，形變熱處理後不同組織

51、和性能之間的關(guān)系變化有許多重要結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)和開發(fā)了一系列化學(xué)熱處理方法。形變熱處理應(yīng)用的典型例子是汽輪機(jī)葉片和柴油機(jī)連桿的鍛後余熱淬火，既可節(jié)約電能，又能提高性能。哈爾濱工業(yè)大學(xué)還在金屬基復(fù)合材料、雙相鋼、銅基和鐵基形狀記憶合金和陶瓷韌化以及金屬和合金的離子鍍和離子注入等方面取得了突出成就。 2.熱處理生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步熱處理生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步反映在滲碳技術(shù)的進(jìn)步，真空熱處理技術(shù)的普及，感應(yīng)加熱的廣泛應(yīng)用，化學(xué)熱處理、離子熱處理、鐳射和電子束熱處理等技術(shù)均獲得成功應(yīng)用，熱處理質(zhì)量規(guī)范控制、熱處理專業(yè)化生產(chǎn)等方面均獲得迅速發(fā)展，熱處理設(shè)備制造技術(shù)水平明顯提升等。 3.熱處理標(biāo)準(zhǔn)化工作新局面實(shí)行

52、改革開放政策以前，熱處理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)是很薄弱的。改革開放以來(lái)，特別是在提出等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方針後，包括熱處理標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)工作出現(xiàn)了新的局面。政府各部門的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都設(shè)專人負(fù)責(zé)熱處理標(biāo)準(zhǔn)化工作。 經(jīng)過(guò)近30年的努力，已制修訂出76項(xiàng)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)。其中絕大部分內(nèi)容是熱處理通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)，不包括產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)是國(guó)標(biāo)的熱處理通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使得在國(guó)內(nèi)和國(guó)際貿(mào)易談判中對(duì)金屬材料經(jīng)熱處理後的組織和性能有了一個(gè)能公認(rèn)的品質(zhì)優(yōu)劣的判據(jù)，產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)方法也有了一個(gè)共同的準(zhǔn)繩。新制訂的熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)可用來(lái)嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件(設(shè)備儀表精度、可靠性與維護(hù)、溫度、爐氣、加熱和冷卻介質(zhì)等)，是實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)全面質(zhì)

53、量管理的有效措施。近幾年由全國(guó)熱標(biāo)委會(huì)組織開展的針對(duì)熱處理專業(yè)廠的達(dá)標(biāo)驗(yàn)收活動(dòng)提高了企業(yè)貫徹?zé)崽幚順?biāo)準(zhǔn)的積極性，改善了企業(yè)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理、提高了企業(yè)的信譽(yù)、效益和核心競(jìng)爭(zhēng)能力。4模具熱處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展對(duì)策模具熱處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，必須推進(jìn)模具熱處理產(chǎn)品的高端化和精品化，重視對(duì)產(chǎn)業(yè)環(huán)境中不利因素的消解。目前，制約中國(guó)模具熱處理生產(chǎn)能力提升的因素主要有五個(gè)方面：一是技術(shù)上對(duì)熱處理畸變控制的難度；二是市場(chǎng)環(huán)境中產(chǎn)業(yè)增資擴(kuò)產(chǎn)步伐緩慢；三是在模具鋼材市場(chǎng)中對(duì)魚龍混雜現(xiàn)象的整治；四是節(jié)能與環(huán)保問(wèn)題；五是網(wǎng)絡(luò)化。 對(duì)模具熱處理質(zhì)量的要求，控制畸變是一大關(guān)鍵。隨著熱處理技術(shù)裝備的進(jìn)步，模具熱處理畸變的

54、控制能力不斷得到改善。雖然熱處理方要對(duì)模具熱處理畸變的控制承擔(dān)很大責(zé)任，但模具熱處理畸變還與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料冶金質(zhì)量、鍛造加工、預(yù)先熱處理和機(jī)械加工等方面有關(guān)。如果模具設(shè)計(jì)方、材料供應(yīng)商、鍛造廠、熱處理廠和模具制造廠能進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)，對(duì)模具畸變的控制將更有效。但限於目前的市場(chǎng)環(huán)境，要做到有機(jī)的協(xié)調(diào)恐怕還難以樂(lè)觀。將模具畸變控制作為重點(diǎn)研究攻關(guān)的對(duì)像是非常必要的，也是相當(dāng)急迫的。 熱處理行業(yè)在產(chǎn)業(yè)增資擴(kuò)產(chǎn)方面，近些年來(lái)步伐緩慢，未顯示出與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好的互動(dòng)成效。行業(yè)中尚存在低水平的重復(fù)建設(shè)、投資分散、規(guī)模普遍偏小，以及環(huán)境資源浪費(fèi)大的“小而不強(qiáng)”的現(xiàn)象。企業(yè)間不是以技術(shù)取勝而是靠打無(wú)序的

55、價(jià)格戰(zhàn)來(lái)贏得市場(chǎng)的做法還相當(dāng)普遍，無(wú)法產(chǎn)生集聚的溢出效應(yīng)。行業(yè)中細(xì)致的專業(yè)分工和專業(yè)化生產(chǎn)還有很大的改善空間。行業(yè)中缺乏融資能力強(qiáng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)好的“領(lǐng)頭羊”。這些情況的改變必須得到有關(guān)部門的重視，要有良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境和技術(shù)後援作支援。 目前，中國(guó)模具材料市場(chǎng)亂相多多、魚龍混雜，且監(jiān)管缺位。以“國(guó)產(chǎn)鋼”冒充“進(jìn)口鋼”、以“山寨鋼”頂替“品牌鋼”的現(xiàn)象時(shí)常可見。因此，凈化模具鋼材市場(chǎng)是提高模具生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力的必要手段，應(yīng)對(duì)模具鋼材市場(chǎng)的整治給予足夠的重視。 同時(shí)，隨著科技的不斷發(fā)展，要求我們不斷研究熱處理的新工藝、新設(shè)備。各種節(jié)能、高效、環(huán)保熱處理新設(shè)備的應(yīng)用是今後制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)?？蒲信c產(chǎn)業(yè)資訊化、網(wǎng)

56、絡(luò)化成為必然趨勢(shì)?！盁崽幚砭W(wǎng)絡(luò)化”是將一個(gè)地區(qū)乃至全國(guó)的熱處理車間、專業(yè)廠家和科技單位根據(jù)各自原有條件進(jìn)行軟、硬資源整合，從宏觀角度發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，利用資訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，建立熱處理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智慧化、網(wǎng)絡(luò)化。中國(guó)熱處理行業(yè)的良性、快速、創(chuàng)新發(fā)展，應(yīng)充分注意到現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，滿足環(huán)境、生態(tài)友好的要求，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展和綠色制造的理念，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。應(yīng)以提高中國(guó)裝備制造業(yè)技術(shù)水平為目標(biāo)，形成企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、政府重視、部門支援、研究機(jī)構(gòu)積極參與，各個(gè)層面全方位協(xié)調(diào)的工作機(jī)制、全面提高熱處理行業(yè)技術(shù)的局面。依靠中國(guó)特有的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和國(guó)情，走出一條中國(guó)熱處理行業(yè)技術(shù)發(fā)展的道路。

57、2 模具熱處理的展望與建議1 對(duì)模具熱處理的展望目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此，放眼未來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景看好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó)，而且一定逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn)?！笆晃濉逼陂g，中國(guó)模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機(jī)制以及技術(shù)進(jìn)步的方面也會(huì)取得較大發(fā)展。 模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。我國(guó)模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術(shù)有： (1)建立在CAD