五十年代，我國(guó)模具用鋼全部因襲國(guó)外鋼號(hào)。六十年代，為了節(jié)約原材料和提高毛坯精度崎页，少無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)效率羽莺， 采用了許多高效壓力加工設(shè)備实昨，鍛錘逐漸被壓力機(jī)替代。原用模具鋼的性能常不能滿足服役條件對(duì)性能的高要求盐固，影響了模具的使用壽命和壓力加工新工藝新設(shè)備的推廣荒给。七十年，精密及大型工程塑料制品的使用日益廣泛候榨，對(duì)塑料模具用鋼的需求量急劇增加哗缀，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)尚無塑料模具專用鋼琅芍。

　　六十年代以來板蜻，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)情甸垄，開發(fā)出不少新模具鋼捺盖，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)融唬，其中有些鋼號(hào)通過生產(chǎn)試用漾衅，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芋困，有關(guān)部門還分別組織了性能對(duì)比試驗(yàn)研究楞便，提出了選擇和應(yīng)用的建議。為滿足高耐磨利术、長(zhǎng)壽命模具的需要呈野，五十年代末， 我國(guó)硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展印叁，同時(shí)也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金被冒，用做模具取得良好的效果。

　　本文分為冷作模具鋼喉钢、熱作模具鋼姆打、塑料模具鋼良姆、硬 質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金肠虽、模具熱處理、展望和建議六部份論述玛追。

　　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)税课。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ裕瑹崽幚碜冃涡∪剩獵rWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控 制冷速韩玩，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚恚固蓟锍示鶆蚣?xì)小的粒狀陆馁，分布于基體上找颓，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励砸。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨 性狱诊，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)韌性的降低招蓝。通過反復(fù)鐓撥可在一定程度上改善其偏析程度件策。

　　1981年，我國(guó)引入國(guó)際通用 的高碳高鉻工具鋼D2(Cr12Mo1V1)翅拜。和Cr12MoV鋼相比巩樟，D2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善，強(qiáng)度與韌性稍有提高瘫啦，D2鋼制作 的模具艰捶，其使用壽命亦有不同程度的提高[4]。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強(qiáng)度，常用于制作模具伤主，但其韌性不 能滿足復(fù)雜大型和受沖擊負(fù)荷大的模具的需要荡明。

　　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娘扩，如：

　　1. 低合金冷作模具鋼

　　這類鋼的主要特點(diǎn)是工藝性好着茸，淬火溫度低，熱處理變形小琐旁，強(qiáng)韌性好涮阔，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ浴Ｈ?GD(6CrMnNiMoVSi)灰殴、7CrSiMnMoV（簡(jiǎn)稱CH）敬特、DS鋼等。GD鋼用于制作易崩刃牺陶、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命[5]伟阔。CH鋼的 成分與日本的SX105V鋼相同，是一種火焰淬火鋼掰伸，常用于制做汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件皱炉，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 體做襯墊狮鸭，從而使模具獲得較高的使用壽命[3[合搅。DS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[6]歧蕉。

　　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)成分相同的鋼画了。美國(guó)、日本在七十年代初即研究過牌號(hào)為Vasco MA吼季、Vasco Matrix I和MOD2的基體鋼嫌或，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體，但未得到廣泛的使用误反。我國(guó)研制了一些基體鋼喝灌，如65Cr4W3Mo2VNb（簡(jiǎn)稱65Nb）、 65W8Cr4VTi（簡(jiǎn)稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡(jiǎn)稱LM2）鋼等熊倡。 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搅谆，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讳帆，以形成比較穩(wěn)定的碳化物阀温，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置狠、厚板冷沖啡笑、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壓模具推姻。

　　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平匈，提高其韌 性，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性藏古，我國(guó)做了大量的研究工作增炭，開發(fā)出不少新的鋼種，如 LD[8]拧晕、ER5[9]和GM[10]鋼等隙姿。在這些鋼中，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析厂捞，增加鎢输玷、鉬和釩的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性。 與Cr12型冷作模具鋼比較靡馁，這類鋼的碳化物偏析有所改善欲鹏，有較高的韌性。這類鋼比Cr12型冷作模具鋼有更好的耐磨性臭墨，因而制做的模具有更高的壽命赔嚎，更 適于高速?zèng)_床和多工位沖床的使用。

　　 熱作模具鋼

　　我國(guó)常用的熱作模具鋼為5CrMnMo翰蛔、5CrNiMo和 3Cr2W8V鋼革秩。

　　5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模仓突。但其淬透性不夠高痰汰，回火穩(wěn)定性也不高，其性能不能滿足大截面鍛模對(duì)性能的要求绊削。 3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu凑戏、Al合金的壓鑄模。這種鋼的熱穩(wěn)定性高制棉，使用溫度達(dá)650?C裆机，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低、冷 熱疲勞性差诸晃。

　　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)狼憋，H13鋼有良好的冷熱疲勞性，在使用溫度不超過600?C時(shí)益命，代替3Cr2W8V鋼奖瞳，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速 得到推廣應(yīng)用箕慧，其產(chǎn)量已超過3Cr2W8V鋼服球。

　　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 的新熱作模具鋼斩熊，主要有：

　　1.熱鍛模具鋼

　　國(guó)內(nèi)在八十年代往枣，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500?C的問題，對(duì)國(guó)內(nèi)外用鋼做過大量的分析對(duì)比和研究粉渠。研究工作表明分冈，國(guó)外同類鋼5CrNiMoV中的Cr、Ni霸株、Mo含量均高于國(guó)產(chǎn) 5CrNiMo鋼丈秩，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鋼淳衙，并建議選用5CrNiMoV鋼蘑秽，用于制做大型、復(fù)雜的重載荷錘 鍛模[11]箫攀。

　　國(guó)內(nèi)還開發(fā)了大截面熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi鋼肠牲，已獲得較廣泛的應(yīng)用[1]。與 5CrNiMo鋼相比筷穿，這些鋼中的碳含量稍低厌棵，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)定性牧赚。45Cr2NiMoVSi鋼中 的碳和硅醇票，較之5Cr2NiMoVSi鋼，稍有降低淆膏，更適宜于做錘鍛模速郑。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 5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍肴士。3Cr2MoWVNi鋼也是我國(guó)開發(fā)的一種熱鍛模用鋼溃皮，有高的使用壽命[11]。

　　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丸臀，在使用溫度不超過600?C時(shí)熬皮，有良好的冷熱疲勞性能，用做熱擠壓模和鋁合金壓 鑄模吉恍，有比較高的使用壽命幽七。但H13鋼有較大的尺寸效應(yīng)， 國(guó)外采用爐外精練溅呢、高溫?cái)U(kuò)散退火澡屡、等向鍛造等工藝，以改善其尺寸效應(yīng)藕届，減小Cr和Mo的成分偏析挪蹭，國(guó)內(nèi)多采用電渣重熔等工藝亭饵。

　　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梁厉。一些鋼是在國(guó)外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來辜羊，并在合金化方面有一定特色，如 HMI(3Cr3Mo3W2V)词顾、 TM(4Cr3Mo2WMnVNb) 八秃、Y4(4Cr3Mo2MnVB)、Y10(4Cr5Mo2SiV1)肉盹、HD2(4Cr3Mo2VNiNbB)昔驱、 012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl) 等鋼。這些鋼在保持較好的強(qiáng)韌性條件下纺榨，具有高的其熱穩(wěn)定性榄湿，分別用于制做熱擠壓模、精鍛模彰怒、有色金屬壓鑄模等宛扒，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凶健，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治队，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)比添祈，并提 出了各類熱作模具的選材準(zhǔn)則[2]鼻肉。

　　 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)過去無專用塑料模具用鋼恒猴。近年在引進(jìn)國(guó)外塑料模具用鋼的同時(shí)荡拌，自行研制和開發(fā)出一些新的塑料模具專用鋼。

　　1 .預(yù)硬型塑料模具鋼

　　這類鋼在鋼廠經(jīng)過充分鍛打后制成模塊谁媳，預(yù)先熱處理至要求的硬度（一般預(yù)硬至30~35RHC）后陕匿，供使用單位制模。 P20（即3Cr2Mo）是國(guó)外使用最廣泛的預(yù)硬塑料模具鋼克锣，已列入我國(guó)合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)，八十年代以來已在我國(guó)一些工廠廣泛采用腔长。718是瑞典生產(chǎn)的改型 P20鋼袭祟，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捞附，亦在我國(guó)得到較廣泛地使用巾乳。

　　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，可加入易切削元素鸟召。美國(guó)胆绊、日本氨鹏、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系压状，也有S-Se系仆抵、Ca 系。但Se價(jià)格較貴种冬。S系易切削鋼的各向異性較大镣丑，在截面增大時(shí)，硫化物的偏析比較嚴(yán)重兢努。

　　我國(guó)研制了一些含硫易切削預(yù)硬塑料模具鋼漂岔，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)贞卜，改善了硫化物的形態(tài)辰想、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爹嘁，模具硬度為35~45HRC時(shí)绞宿，可順利進(jìn)行各種加工。

　　3. 非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼

　　這種鋼不經(jīng)調(diào) 度處理鹉灼，鍛鞋伸、軋后可達(dá)到預(yù)硬硬度，有利于節(jié)約能源敏困、降低成本艰欲、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鋼莽浴、可用于制作塑料模和橡膠模破罐；非 調(diào)質(zhì)塑料模具鋼2Mn2CrVTiSCaRe (FT),鋼中加入S、Ca橱鹏、Re做為易切削元素膜蠢，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）莉兰，鋼中加入S挑围、Ca作為易切削元素，工業(yè)試生產(chǎn)表明400mm厚板坯熱軋后空冷糖荒，硬度沿截面分布較均勻[14]杉辙。

　　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)械加工捶朵，再經(jīng)時(shí)效蜘矢，通過析出金屬間化合物提高硬度，熱處理后變形很小综看。時(shí) 效硬化鋼適于制作高精度塑料模具品腹、透明塑料用模具等岖食。

　　這類鋼有25CrNi3MoAl[3]、10Ni3Mn2AlCu（PMS）和06Ni6CrMoVTiAl等鋼舞吭。這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后泡垃，硬度為20~30HRC，可進(jìn)行機(jī)械加工问锋，再經(jīng)時(shí)效徒浸，硬度可達(dá)38~42HRC、描琉。

　　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)躯琐，模具需具有防腐蝕性能，一般采用耐蝕鋼制造模具穴厅，此時(shí)還要求有較好的耐磨性囊古。常用的 鋼種為4Cr13(420)、9Cr18盹火、17-4PH狠压。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 好的抗蝕性哗衫。

　　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)合材料相品。硬質(zhì)合金的硬度很高、耐磨 性好示婉，有高的彈性模量和高的使用工作溫度品山。用于制作某些模具，模具使用壽命可提高數(shù)倍烤低、數(shù)十倍以上肘交。但硬質(zhì)合金較脆，抗彎強(qiáng)度和韌性較差扑馁，且不能進(jìn)行機(jī)械 加工涯呻。硬質(zhì)合金作為模具材料，主要用于拉絲模具腻要、受沖擊力不大的冷擠和冷沖模具等复罐。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)的需要闯第。

　　為了滿足制造集成電路板鉆孔用的微型鉆頭市栗、計(jì)算機(jī)用的點(diǎn)陣打印針、精密工模具等的需要咳短，近年來，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)合金中蛛淋，WC晶粒尺寸為1.3～1.5微米咙好。超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金彌補(bǔ)了常規(guī)硬質(zhì)合金的 許多不足蔗须，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命丑。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) 合金玛耿。開發(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)相君订，鋼作粘接相形成的復(fù)合材 料漱蔬。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)合金溪失，并具有可熱處理性语诈、可切削加工性、可鍛性和可焊性這樣一些工藝性能桃逆。模具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金 的主要應(yīng)用領(lǐng)域察颅。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)合金贫莹，用作模具的鋼結(jié)硬質(zhì)合金叫质，硬質(zhì)相主要用TiC和WC，鋼的基體主要采 用低合金鉻鉬鋼窗慎、中高合金工具鋼或高速鋼物喷，如TiC系的GT35、R5遮斥、D1峦失、T1和WC系的TLMW50、GW50伏伐、GJW50宠进。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已用于制 作冷鐓模、擠壓模藐翎、拉伸模材蹬、沖裁摸、拉絲模吝镣、熱鐓模等堤器。

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用，導(dǎo)致七十年代無偏析粉末高速 鋼的生產(chǎn)和使用末贾，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)韌性闸溃、可磨削性、等向性拱撵、熱處理工藝性都優(yōu)于一般高速鋼啥诈，并有比較高的使用壽命。以后用此技術(shù)生產(chǎn)常規(guī)工藝無法生產(chǎn)的高碳 高釩高耐磨冷模具鋼卑绢，這類鋼有較好的切削加工性和磨削性能专稼，并有較好的韌性叉室，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 冷模具鋼缰嘴，國(guó)內(nèi)尚少研究布撑。

　　模具熱處理

　　模具制造的成本高，特別是一些精密復(fù)雜的冷沖模行兼、塑料模辩洪、壓鑄模等。采 用熱處理技術(shù)提高模具的使用性能楣善，可以大幅度提高模具壽命合荞，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)展茧伍。

　　1.　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)栽逸，變形小。與大氣下的淬火比較咽安，真空油淬后模具表面硬化比較均勻伴网，而且 略高一些，主要原因是真空加熱時(shí)妆棒，模具鋼表面呈活性狀態(tài)澡腾，不脫碳，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜糕珊。在真空下加熱动分，鋼的表面有脫氣效果，因而具有較高的力學(xué)性能红选， 爐內(nèi)真空度越高澜公，抗彎強(qiáng)度越高。真空淬火后喇肋，鋼的斷裂韌性有所提高坟乾，模具壽命比常規(guī)工藝普遍提高40%~400%，甚至更高蝶防。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到 較廣泛的使用甚侣。

　　2.　 深冷處理

　　近年來的研究工作表明，模具鋼經(jīng)深冷處理（-196℃）叨斜，可以提高其力學(xué)性 能妇保，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)行转隘， 也可在淬火回火之后進(jìn)行深冷處理雨担。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)行一次回火洁操。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩(wěn) 定性打气。深冷處理不僅用于冷作模具俗循，也可用于熱作模具和硬質(zhì)合金蛋揖。深冷處理技術(shù)已越來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)備诀汁。不同鋼種在 深冷過程中的組織變化及其微觀機(jī)制及其對(duì)力學(xué)性能的影響溶孽，尚需進(jìn)一步研究。

　　3. 模具的高溫淬火和降溫淬火

　　一些熱作模具鋼探悲，如3Cr2W8V沽怪、H13、5CrNiMo姿锭、5CrMnMo等塔鳍，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)量呻此、改善其形態(tài)和分 布轮纫，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焚鲜，提高其斷裂韌性和冷熱疲勞抗力掌唾，從而延長(zhǎng)模具使用壽命。例如3Cr2W8V鋼 制的一種熱擠壓模具忿磅，常規(guī)淬火溫度為1080~1120℃糯彬，回火溫度為560~580℃。當(dāng)淬火溫度提高至1200℃葱她，回火溫度為680℃（2次）撩扒，模具 壽命提高了數(shù)倍。

　　W6Mo5Cr4V2吨些、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼搓谆，可適當(dāng)降低其淬火溫度，以改善其塑韌 性新砖，減少脆性開裂傾向了灾，從而提高模具壽命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用1140~1160℃冒衍。

　　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胖直、耐蝕性、抗咬合搭屿、抗氧化性等性能腋民。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)行滲碳或碳氮共滲项起。高碳低合金鋼滲碳或碳氮共滲時(shí)皆墅，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廊珊，滲碳和碳氮共滲后灵您，表層碳化物呈顆粒狀，碳化物總體積也有明顯增加答倡，可以增 加鋼的耐磨性轰传。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瘪撇。

　　采用 500~650℃高溫回火的合金鋼模具获茬，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 氮倔既、高頻滲氮等工藝恕曲。離子滲氮可以縮短滲氮時(shí)間，并可獲得高質(zhì)量的滲層渤涌。離子滲氮可以提高壓鑄模的抗蝕性佩谣、耐磨性、抗熱疲勞性和抗粘附性能歼捏。

　　氮碳共滲可在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中進(jìn)行稿存，滲層脆性小，共滲時(shí)間比滲氮時(shí)間大為縮短瞳秽。壓鑄模瓣履、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 模练俐、冷擠壓模靡玲、冷沖模、拉伸模等均有很好的應(yīng)用效果锡锐。

　　冷作模具和熱作模具還可以進(jìn)行硫氮或硫氮碳共滲铆羡。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)展了稀土氮共滲操椰、稀土氮碳共滲等新工藝能狼。

　　5 .　滲硼和滲金屬

　　滲硼可以是固體滲 硼、液體滲硼和膏劑滲硼等跌仗，應(yīng)用最多的是固體滲硼顺雪，市場(chǎng)上已有固體滲硼劑供應(yīng)。固體滲硼后掩若，表層的硬度高達(dá)1400`2800HV嘁凤，耐磨性高抠蕊，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租躁，由于耐磨性的提高姆迄，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 作模具查吊。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具谐区，如熱擠壓模等。

　　滲硼層較脆菩貌，擴(kuò)散層比較薄卢佣，對(duì)滲層的支撐力弱，為此箭阶，可采用硼氮共滲或硼碳氮共滲，以加強(qiáng)過渡區(qū)戈鲁，使其硬度變化平緩仇参。為改善滲硼層脆性，可采用硼釩婆殿、硼鋁共滲诈乒。

　　滲金屬包括滲鉻、滲釩婆芦、滲鈦等工藝均可用于處理冷作和熱作模 具怕磨，其中TD法（熔鹽滲金屬）已得到一些應(yīng)用，可使模具壽命提高幾倍乃至十幾倍绣摹。

　　6 .氣相沉積

　　氣相沉積按形成的基本原理醇颗，分為物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)。

　　PVD分為真空蒸鍍辽嘹、濺射鍍和離子鍍搭诬。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)漠阻、均鍍能力好转傍、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)用哮怯。近年來多弧離子鍍受到人們的重視糜实。 目前在模具上應(yīng)用較多的是離子鍍TiN，這種膜不僅硬度高而且膜的韌性好危漱、結(jié)合力強(qiáng)错这、耐高溫。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多元膜济七，如 (TiAl)N川愤、(TiCr)N等，性能優(yōu)于TiN，是一類更有前途的新型薄膜悬蔽。

　　CVD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扯躺、TiN）的方法。CVD有多種方法蝎困。通常录语，CVD的反應(yīng)溫度在900℃以上，覆層硬度達(dá)到2000HV以上禾乘，但高的溫度容易使工件 變形澎埠，沉積層界面易發(fā)生反應(yīng)。發(fā)展趨勢(shì)是降低溫度始藕，開發(fā)新的涂層成分蒲稳。例如，金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)伍派，激光CVD(LCVD)江耀，等離子 CVD(PCVD)等。

　　7 .　高能束熱處理

　　高能束熱處理的熱源通常是指激光诉植、電子束祥国、離子束等。它們共同的 特征是：供給材料表面功率密度至少103W/㎝2蘑砖。它們的共同特點(diǎn)是：加熱速度快初瓜，加熱面積可根據(jù)需要選擇，工件變形小永僚，不需要冷卻介質(zhì)否北，處理環(huán)境清潔， 可控性能好菲缕，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理趁室。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聂幅，比較成熟的是激光相變硬化吓蝌、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)用活乘。

　　 展望和建議

　　可以認(rèn)為授工，我國(guó)已建立了較完整的模具用材系列，其中一些模具材料 的性能優(yōu)異价恨，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平细层。我國(guó)模具熱處理的研究開發(fā)亦可與國(guó)際同步，一些新的模具熱處理技術(shù)在不同程度上得到推廣和應(yīng)用唬涧。

　　針對(duì)存在 的問題疫赎，對(duì)今后我國(guó)模具用材料和模具熱處理技術(shù)的發(fā)展盛撑，提出如下建議：

　　1.　 加速模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和模具鋼經(jīng)銷的商品化捧搞。

　　我國(guó)每年模具用鋼超過20萬噸抵卫，且逐年增長(zhǎng)。近年胎撇，國(guó)外模具鋼的進(jìn)口量介粘，約占模具鋼需要量的1/3，呈逐漸增加趨勢(shì)晚树。主要問題是我國(guó)模具鋼的品種規(guī)格較少姻采， 模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低爵憎。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家慨亲，冶金企業(yè)供應(yīng)經(jīng)機(jī)加工的模具鋼制品已達(dá)50~60%，而中國(guó)80%以上的模具鋼仍 以黑皮圓棒供貨纲堵。越來越多的模具制造廠點(diǎn)要求在模具設(shè)計(jì)完成后餐嗦，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材，減少庫(kù)存鋼材數(shù)量灌蛙，縮短制模周期。中國(guó)鋼材生產(chǎn)企業(yè)尚 不適應(yīng)這一商品市場(chǎng)機(jī)制镐赖，這是進(jìn)口模具鋼材在中國(guó)日益擴(kuò)大的重要原因又诡。

　　2.　 大力推廣應(yīng)用性能優(yōu)良的新型模具鋼不斷完善模具鋼鋼種系列

　　我國(guó)已開發(fā)出不少有一定特色的新型模具鋼，其中一些鋼的性能優(yōu)異从巾，達(dá)到或超過國(guó)外同類鋼的水平懦诸。但這些新鋼的推廣數(shù)量和應(yīng)用范圍不夠大，主要原因是由于中國(guó) 模具鋼的生產(chǎn)尚未走制品化趣临、精料化的道路而經(jīng)銷方式不適應(yīng)商品市場(chǎng)的要求赖谷，解決了這些問題，這些性能良好的新型模具鋼有廣闊的推廣前景幸膨，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng) 濟(jì)效益滥氏。

　　中國(guó)已經(jīng)有了較完整的模具鋼系列，尚需不斷提高其質(zhì)量慷甩，擴(kuò)大應(yīng)用妈踊，在應(yīng)用中進(jìn)一步存優(yōu)去劣。同時(shí)泪漂，有選擇地開發(fā)先進(jìn)模具鋼廊营，完善 中國(guó)的模具鋼系列，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼萝勤，多元易切削系塑料模具鋼露筒，建立玻璃呐伞、陶瓷，耐火磚和地磚等成形模具用鋼系列等

　　3.　 進(jìn)一步提高模具鋼的質(zhì)量

　　我國(guó)某些特殊鋼廠已采用新的冶金設(shè)備和工藝生產(chǎn)模具鋼慎式，如爐外精煉伶氢、真空冶煉、快鍛機(jī)和精鍛機(jī)等瞬捕，一些模具鋼的質(zhì) 量有大幅度提高鞍历，如D2、P20等鋼已批量出口肪虎，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平劣砍。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直在努力提高模具鋼的純凈度、致密度蚣狠、均勻性和質(zhì)量 穩(wěn)定性就肪。國(guó)外有的企業(yè)規(guī)定在高純度模具鋼中[O]?10ppm，[H]? 2ppm号蒙，S?50ppm赊设，因?yàn)殇摰募儍舳鹊倪M(jìn)一步提高可以顯著提高鋼的韌性和疲勞性能。對(duì)大型模具還必須采用真空除氣物坝、高溫?cái)U(kuò)散退火未奋，減少合金元素的偏 析，并使用等向鍛選工藝妖职，提高等向性冻绊，使模具鋼的橫向和厚向的塑性和韌性達(dá)到縱向的80~90%以上。我國(guó)還需要在這方面進(jìn)一步開展工作歇懂。

　　4.　 加強(qiáng)先進(jìn)模具熱處理技術(shù)的推廣與應(yīng)用

　　模具的可控氣氛熱處理與真空熱處理應(yīng)進(jìn)一步得到發(fā)展瓷忙、推廣和應(yīng)用。一些行之有效的模具表面 熱處理技術(shù)晃尖，應(yīng)完善其工藝泵网，加強(qiáng)其推廣和應(yīng)用。提高裝備和工藝材料的制造水平撑蚌，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)上遥。

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