五十年代筋帖，我國(guó)模具用鋼全部因襲國(guó)外鋼號(hào)赃慰。進(jìn)入六十年代埠浩，為了節(jié)約原材料和提高毛坯精度，少無切削工藝和精密成形技術(shù)有了迅速的發(fā)展寄旋，為了提高生產(chǎn)效率，采用了許多高效壓力加工設(shè)備为猩，鍛錘逐漸被壓力機(jī)替代导而。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)用隔崎。七十年代末今艺，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爵卒，對(duì)塑料模具鋼的性能也提出了新的要求虚缎，而我國(guó)當(dāng)時(shí)尚無塑料模具專用鋼。

　　六十年代以來钓株，在國(guó)家有關(guān)部委的支持下实牡，中國(guó)科技工作者結(jié)合國(guó)情，開發(fā)出不少新模具鋼轴合，其中一些使用性能優(yōu)異创坞、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)受葛，其中有些鋼號(hào)通過生產(chǎn)試用题涨，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总滩，有關(guān)部門還分別組織了性能對(duì)比試驗(yàn)研究纲堵，提出了選擇和應(yīng)用的建議。為滿足高耐磨蝌秕、長(zhǎng)壽命模具的需要灌蛙，五十年代末，我國(guó)硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展地捂，同時(shí)也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金羽捻，用做模具取得良好的效果。

　　本文分為冷作模具鋼滤重、熱作模具鋼酣疏、塑料模具鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金鲫庆、模具熱處理诬曙、展望和建議六部份論述。

　　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)掏榜。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ耘铮瑹崽幚碜冃涡。獵rWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控制冷速络兜，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸蓿固蓟锍示鶆蚣?xì)小的粒狀部翘，分布于基體上，否則易形成網(wǎng)狀碳化物响委，導(dǎo)致模具在使用中的崩刃和開裂新思。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重赘风，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)韌性的降低夹囚。通過反復(fù)鐓撥可在一定程度上改善其偏析程度。

　　1981年邀窃，我國(guó)引入國(guó)際通用的高碳高鉻工具鋼D2(Cr12Mo1V1)荸哟。和Cr12MoV鋼相比，D2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善瞬捕，強(qiáng)度與韌性稍有提高鞍历，D2鋼制作的模具，其使用壽命亦有不同程度的提高山析。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強(qiáng)度堰燎，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)荷大的模具的需要羽嘉。

　　為了改善這類鋼的強(qiáng)韌性引舱，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)是工藝性好反腺，淬火溫度低猬蕉，熱處理變形小，強(qiáng)韌性好聊浊，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ员『谩Ｈ鏕D(6CrMnNiMoVSi)、7CrSiMnMoV（簡(jiǎn)稱CH）斩缘、DS鋼等唁底。GD鋼用于制作易崩刃、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命泳隶。CH鋼的成分與日本的SX105V鋼相同他幢，是一種火焰淬火鋼，常用于制做汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件灭大，火焰淬火時(shí)加熱模具刃口切料面订咆，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[3[柬泽。DS鋼是一種沖擊冷作模具鋼慎菲，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)露该、日本在七十年代初即研究過牌號(hào)為Vasco MA睬棚、Vasco Matrix I和MOD2的基體鋼，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體解幼，但未得到廣泛的使用闸拿。我國(guó)研制了一些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡(jiǎn)稱65Nb）书幕、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揽趾，以增加一次碳化物量和提高耐磨性台汇，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)定的碳化物篱瞎，阻止淬火加熱時(shí)晶粒的長(zhǎng)大并改善鋼的工藝性能苟呐。這類基體鋼已較廣泛地用于制作冷擠壓、厚板冷沖遥局、冷鐓等模具付箩，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壓模具莽烫。

　　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瞭谴，提高其韌性，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性汉渣，我國(guó)做了大量的研究工作册压，開發(fā)出不少新的鋼種，如 LD赶匣、ER5和GM鋼等捕诲。在這些鋼中，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析卿怀，增加鎢卿裙、鉬和釩的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性。與Cr12型冷作模具鋼比較镣凯，這類鋼的碳化物偏析有所改善外卷，有較高的韌性。這類鋼比Cr12型冷作模具鋼有更好的耐磨性勇蝙，因而制做的模具有更高的壽命沫勿，更適于高速?zèng)_床和多工位沖床的使用。

　　2 熱作模具鋼

　　我國(guó)常用的熱作模具鋼為5CrMnMo味混、5CrNiMo和3Cr2W8V鋼产雹。

　　5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模。但其淬透性不夠高，回火穩(wěn)定性也不高蔓挖，其性能不能滿足大截面鍛模對(duì)性能的要求夕土。3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu、Al合金的壓鑄模瘟判。這種鋼的熱穩(wěn)定性高怨绣，使用溫度達(dá)650?C，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低拷获、冷熱疲勞性差篮撑。

　　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匆瓜，在使用溫度不超過600?C時(shí)电伐，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高跪悼，因此H13鋼迅速得到推廣應(yīng)用秆杰，其產(chǎn)量已超過3Cr2W8V鋼。

　　為適應(yīng)壓力加工新工藝蚊来、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蝠肤，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)在八十年代逢君，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的問題吝啰，對(duì)國(guó)內(nèi)外用鋼做過大量的分析對(duì)比和研究。研究工作表明蒲妹，國(guó)外同類鋼5CrNiMoV中的Cr硅跌、Ni、Mo含量均高于國(guó)產(chǎn)5CrNiMo鋼蚯垫，并含有少量的V晤裆，因而其淬透性和回火穩(wěn)定性均高于國(guó)產(chǎn)5CrNiMo鋼捺弦，并建議選用5CrNiMoV鋼蔗彤，用于制做大型洲鸠、復(fù)雜的重載荷錘鍛模。

　　國(guó)內(nèi)還開發(fā)了大截面熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi鋼教馆，已獲得較廣泛的應(yīng)用逊谋。與5CrNiMo鋼相比，這些鋼中的碳含量稍低土铺，提高了Cr和Mo的含量并加入適當(dāng)?shù)腣和Si胶滋，因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性。45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅悲敷，較之5Cr2NiMoVSi鋼究恤，稍有降低俭令，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以上鍛錘模部宿，使用壽命較5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍抄腔。3Cr2MoWVNi鋼也是我國(guó)開發(fā)的一種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命理张。

　　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赫蛇，在使用溫度不超過600?C時(shí)，有良好的冷熱疲勞性能拔馆，用做熱擠壓模和鋁合金壓鑄模茂萤，有比較高的使用壽命。但H13鋼有較大的尺寸效應(yīng)勇剃， 國(guó)外采用爐外精練帮课、高溫?cái)U(kuò)散退火、等向鍛造等工藝袭吗，以改善其尺寸效應(yīng)，減小Cr和Mo的成分偏析趾马，國(guó)內(nèi)多采用電渣重熔等工藝苏昨。

　　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毁察。一些鋼是在國(guó)外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來赘湾，并在合金化方面有一定特色，如HMI(3Cr3Mo3W2V)尚染、 TM(4Cr3Mo2WMnVNb) 律逼、Y4(4Cr3Mo2MnVB)、Y10(4Cr5Mo2SiV1)逗柴、HD2(4Cr3Mo2VNiNbB)蛹头、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl) 等鋼。這些鋼在保持較好的強(qiáng)韌性條件下戏溺，具有高的其熱穩(wěn)定性渣蜗，分別用于制做熱擠壓模、精鍛模旷祸、有色金屬壓鑄模等耕拷，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托享，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骚烧，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)比闰围，并提出了各類熱作模具的選材準(zhǔn)則赃绊。

　　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)值中占首位既峡。 中國(guó)過去無專用塑料模具用鋼。近年在引進(jìn)國(guó)外塑料模具用鋼的同時(shí)凭戴，自行研制和開發(fā)出一些新的塑料模具專用鋼涧狮。

　　3.1 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，預(yù)先熱處理至要求的硬度（一般預(yù)硬至30~35RHC）后逆酣，供使用單位制模刹越。 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)殖锹，八十年代以來已在我國(guó)一些工廠廣泛采用靡循。718是瑞典生產(chǎn)的改型P20鋼，較P20有更高的淬透性席磕，調(diào)質(zhì)后可在大截面尺寸保持硬度均勻一致铣滥，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照窥，可加入易切削元素肃萍。美國(guó)、日本羹李、德國(guó)都發(fā)展了一些易切削預(yù)硬鋼股航。國(guó)外易切削預(yù)硬鋼主要是S系，也有S-Se系猖驹、Ca系翠节。但Se價(jià)格較貴。S系易切削鋼的各向異性較大积仗，在截面增大時(shí)疆拘，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)硬塑料模具鋼寂曹，如8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）和S-Ca復(fù)合易切削塑料模具鋼5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）哎迄。 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)隆圆、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芬失。5NiSCa鋼有高的淬透性和鏡面拋光性，模具硬度為35~45HRC時(shí)匾灶，可順利進(jìn)行各種加工棱烂。

　　3.3 非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼

　　這種鋼不經(jīng)調(diào)度處理，鍛阶女、軋后可達(dá)到預(yù)硬硬度颊糜，有利于節(jié)約能源、降低成本秃踩、縮短生產(chǎn)周期衬鱼。我國(guó)開發(fā)的這類鋼有：中碳錳硼系空冷貝氏體鋼扫矾、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序机、Ca勘浇、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寥只；低碳MnMoVB系非調(diào)質(zhì)貝氏體型大截面塑料模具鋼（B30）劈咕，鋼中加入S、Ca作為易切削元素冻找，工業(yè)試生產(chǎn)表明400mm厚板坯熱軋后空冷柏困，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)效硬化鋼帜蘑，這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后進(jìn)行機(jī)械加工清玉，再經(jīng)時(shí)效，通過析出金屬間化合物提高硬度珍垦，熱處理后變形很小惜施。時(shí)效硬化鋼適于制作高精度塑料模具、透明塑料用模具等图呢。

　　這類鋼有25CrNi3MoAl条篷、10Ni3Mn2AlCu（PMS）和06Ni6CrMoVTiAl 等鋼。這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后岳瞭，硬度為20~30HRC，可進(jìn)行機(jī)械加工蚊锹，再經(jīng)時(shí)效瞳筏，硬度可達(dá)38~42HRC、牡昆。

　　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)姚炕，模具需具有防腐蝕性能，一般采用耐蝕鋼制造模具丢烘，此時(shí)還要求有較好的耐磨性柱宦。常用的鋼種為4Cr13(420)、9Cr18播瞳、17-4PH掸刊。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)性能良好的抗蝕性赢乓。

　　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)合材料忧侧。硬質(zhì)合金的硬度很高、耐磨性好子钱，有高的彈性模量和高的使用工作溫度据篇。用于制作某些模具便晶，模具使用壽命可提高數(shù)倍、數(shù)十倍以上担泥。但硬質(zhì)合金較脆润跟，抗彎強(qiáng)度和韌性較差，且不能進(jìn)行機(jī)械加工谨斥。硬質(zhì)合金作為模具材料鸡魁，主要用于拉絲模具、受沖擊力不大的冷擠和冷沖模具等束敦。目前,我國(guó)已可生產(chǎn)各類牌號(hào)的硬質(zhì)合金侨直，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匾瓣、計(jì)算機(jī)用的點(diǎn)陣打印針靠婴、精密工模具等的需要，近年來袱耽，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)合金中杀餐，WC晶粒尺寸為1.3～1.5微米。超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金彌補(bǔ)了常規(guī)硬質(zhì)合金的許多不足朱巨，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍史翘，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)合金冀续。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)琼讽。

　　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)合材料洪唐。鋼結(jié)硬質(zhì)合金有良好的耐磨性钻蹬，其強(qiáng)度和韌性一般高于硬質(zhì)合金，并具有可熱處理性凭需、可切削加工性问欠、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)域粒蜈。我國(guó)于60年代開始研制這種材料顺献，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)合金枯怖，硬質(zhì)相主要用TiC和WC灭西，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掘楔，如TiC系的GT35枪素、R5、D1猩镰、T1和WC系的TLMW50芹倔、GW50演避、GJW50。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已用于制作冷鐓模威脯、擠壓模偶咸、拉伸模、沖裁摸跨略、拉絲模殊泼、熱鐓模等。

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用烁犀，導(dǎo)致七十年代無偏析粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用码日，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)韌性、可磨削性视搏、等向性审孽、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浑娜。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佑力，這類鋼有較好的切削加工性和磨削性能，并有較好的韌性筋遭，制成的模具使用壽命與一些硬質(zhì)合金相近打颤。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)尚少研究漓滔。

　　5 模具熱處理

　　模具制造的成本高编饺，特別是一些精密復(fù)雜的冷沖模、塑料模响驴、壓鑄模等透且。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踏施，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益石蔗，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)展披滑。

　　5.1 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)徒锄，變形小。與大氣下的淬火比較羹卷，真空油淬后模具表面硬化比較均勻安芋，而且略高一些，主要原因是真空加熱時(shí)淀胞，模具鋼表面呈活性狀態(tài)售芳，不脫碳，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜两军。在真空下加熱肿犁，鋼的表面有脫氣效果湘志，因而具有較高的力學(xué)性能，爐內(nèi)真空度越高整空，抗彎強(qiáng)度越高羽抒。真空淬火后，鋼的斷裂韌性有所提高偶凝，模具壽命比常規(guī)工藝普遍提高40%~400%蝶锋，甚至更高。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到較廣泛的使用什往。

　　5.2 深冷處理

　　近年來的研究工作表明扳缕，模具鋼經(jīng)深冷處理（-196℃），可以提高其力學(xué)性能别威，一些模具經(jīng)深冷處理后顯著提高了使用壽命躯舔。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)行深冷處理兔港。如果在淬火庸毫、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)行一次回火衫樊。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩(wěn)定性飒赃。深冷處理不僅用于冷作模具，也可用于熱作模具和硬質(zhì)合金科侈。深冷處理技術(shù)已越來越受到模具熱處理工作者的關(guān)注载佳，已開發(fā)出專用深冷處理設(shè)備。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)性能的影響臀栈，尚需進(jìn)一步研究蔫慧。

　　5.3 模具的高溫淬火和降溫淬火

　　一些熱作模具鋼，如3Cr2W8V岭蚜、H13脯阔、5CrNiMo、5CrMnMo等孝揉，采用高于常規(guī)淬火溫度加熱淬火摇值，可以減少鋼中碳化物的數(shù)量、改善其形態(tài)和分布垃批，使固溶于奧氏體中碳的分布均勻化茫步，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枢竟，從而延長(zhǎng)模具使用壽命拿豺。例如3Cr2W8V鋼制的一種熱擠壓模具，常規(guī)淬火溫度為1080~1120℃，回火溫度為560~580℃咱缭。當(dāng)淬火溫度提高至1200℃挂悲，回火溫度為680℃（2次），模具壽命提高了數(shù)倍俊戳。

　　W6Mo5Cr4V2彬祖、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼，可適當(dāng)降低其淬火溫度品抽，以改善其塑韌性储笑，減少脆性開裂傾向，從而提高模具壽命圆恤。例如W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用1140~1160℃突倍。

　　5.4 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、耐蝕性盆昙、抗咬合羽历、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淡喜。

　　研究工作表明秕磷，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)炼团，應(yīng)盡可能選取較低的加熱溫度和較短的保溫時(shí)間澎嚣，此時(shí)可保證表層有較多的未溶碳化物核心，滲碳和碳氮共滲后存妇，表層碳化物呈顆粒狀男软，碳化物總體積也有明顯增加，可以增加鋼的耐磨性唉奇。W6Mo5Cr4V2和65Nb鋼制模具進(jìn)行滲碳以及65Nb鋼制模具真空滲碳后灯烤，模具的壽命均有顯著提高。

　　采用500~650℃高溫回火的合金鋼模具闻街，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欧蠢。

　　滲氮工藝目前多采用離子滲氮、高頻滲氮等工藝架讳。離子滲氮可以縮短滲氮時(shí)間榴烦，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墨攻、耐磨性拜殊、抗熱疲勞性和抗粘附性能焚卖。

　　氮碳共滲可在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中進(jìn)行汹魁，滲層脆性小，共滲時(shí)間比滲氮時(shí)間大為縮短晰绎。壓鑄模寓落、熱擠壓模經(jīng)氮碳共滲后可顯著提高其熱疲勞性能括丁。氮碳共滲對(duì)冷鐓模、冷擠壓模伶选、冷沖模史飞、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仰税。近年許多研究工作都表明稀土有明顯的催滲效果构资，從而發(fā)展了稀土氮共滲、稀土氮碳共滲等新工藝陨簇。

　　5.5 滲硼和滲金屬

　　滲硼可以是固體滲硼吐绵、液體滲硼和膏劑滲硼等，應(yīng)用最多的是固體滲硼河绽，市場(chǎng)上已有固體滲硼劑供應(yīng)己单。固體滲硼后，表層的硬度高達(dá)1400`2800HV耙饰，耐磨性高纹笼，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卫殷，由于耐磨性的提高炫允，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嗡沈。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具骤转，如熱擠壓模等。

　　滲硼層較脆夷钥，擴(kuò)散層比較薄锚蛀，對(duì)滲層的支撐力弱，為此婿残，可采用硼氮共滲或硼碳氮共滲核宿，以加強(qiáng)過渡區(qū)，使其硬度變化平緩襟腹。為改善滲硼層脆性顾篡，可采用硼釩、硼鋁共滲摊哟。

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

　　5.6 氣相沉積

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

　　PVD分為真空蒸鍍搀愧、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)疆偿，離子鍍膜具有粘著力強(qiáng)咱筛、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)杆故，因而獲得較廣泛的應(yīng)用迅箩。近年來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处铛，這種膜不僅硬度高而且膜的韌性好沙热、結(jié)合力強(qiáng)、耐高溫罢缸。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多元膜篙贸，如(TiAl)N、(TiCr)N等譬椰，性能優(yōu)于TiN踏蚓，是一類更有前途的新型薄膜。

　　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姚不、TiN）的方法惫投。CVD有多種方法。通常衷玩，CVD的反應(yīng)溫度在900℃以上蹬谁，覆層硬度達(dá)到2000HV以上，但高的溫度容易使工件變形盾倍，沉積層界面易發(fā)生反應(yīng)癞烈。發(fā)展趨勢(shì)是降低溫度，開發(fā)新的涂層成分膀钝。例如堕常，金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)，激光CVD(LCVD)萎煤，等離子CVD(PCVD)等缤弦。

　　5.7 高能束熱處理

　　高能束熱處理的熱源通常是指激光、電子束彻磁、離子束等碍沐。它們共同的特征是：供給材料表面功率密度至少103W/㎝2。它們的共同特點(diǎn)是：加熱速度快衷蜓，加熱面積可根據(jù)需要選擇累提，工件變形小尘喝，不需要冷卻介質(zhì)，處理環(huán)境清潔刻恭，可控性能好，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理扯夭。國(guó)內(nèi)外對(duì)高能束熱處理的原理鳍贾、工藝等均投入較多的研究，比較成熟的是激光相變硬化交洗、小尺寸電子束處理和中等功率的離子注入骑科，并在提高模具壽命方面獲得了應(yīng)用。

　　6 展望和建議

　　可以認(rèn)為构拳，我國(guó)已建立了較完整的模具用材系列账菊，其中一些模具材料的性能優(yōu)異，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平耀奠。我國(guó)模具熱處理的研究開發(fā)亦可與國(guó)際同步册吹，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。

　　針對(duì)存在的問題用堤，對(duì)今后我國(guó)模具用材料和模具熱處理技術(shù)的發(fā)展馒狡，提出如下建議：

　　6.1 加速模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和模具鋼經(jīng)銷的商品化萌烁。

　　我國(guó)每年模具用鋼超過20萬噸煮肋，且逐年增長(zhǎng)。近年绎儡，國(guó)外模具鋼的進(jìn)口量响友，約占模具鋼需要量的1/3，呈逐漸增加趨勢(shì)蚯氯。主要問題是我國(guó)模具鋼的品種規(guī)格較少扳辉，模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低橄浓。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家晾咪，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贮配。越來越多的模具制造廠點(diǎn)要求在模具設(shè)計(jì)完成后谍倦，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材，減少庫存鋼材數(shù)量泪勒，縮短制模周期昼蛀。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，這是進(jìn)口模具鋼材在中國(guó)日益擴(kuò)大的重要原因圆存。

　　6.2 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叼旋，其中一些鋼的性能優(yōu)異仇哆，達(dá)到或超過國(guó)外同類鋼的水平。但這些新鋼的推廣數(shù)量和應(yīng)用范圍不夠大夫植，主要原因是由于中國(guó)模具鋼的生產(chǎn)尚未走制品化讹剔、精料化的道路而經(jīng)銷方式不適應(yīng)商品市場(chǎng)的要求，解決了這些問題详民，這些性能良好的新型模具鋼有廣闊的推廣前景延欠，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　中國(guó)已經(jīng)有了較完整的模具鋼系列却师，尚需不斷提高其質(zhì)量禽虹，擴(kuò)大應(yīng)用，在應(yīng)用中進(jìn)一步存優(yōu)去劣程押。同時(shí)赌置，有選擇地開發(fā)先進(jìn)模具鋼，完善中國(guó)的模具鋼系列果派，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼蓝捌，多元易切削系塑料模具鋼，建立玻璃蟀披、陶瓷倾莽，耐火磚和地磚等成形模具用鋼系列等

　　6.3 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，如爐外精煉望吧、真空冶煉板刑、快鍛機(jī)和精鍛機(jī)等，一些模具鋼的質(zhì)量有大幅度提高俊炒，如D2邑键、P20等鋼已批量出口，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平休玩。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直在努力提高模具鋼的純凈度著淆、致密度、均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性拴疤。國(guó)外有的企業(yè)規(guī)定在高純度模具鋼中10ppm永部，2ppm，S?50ppm呐矾，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苔埋。對(duì)大型模具還必須采用真空除氣、高溫?cái)U(kuò)散退火蜒犯，減少合金元素的偏析组橄，并使用等向鍛選工藝，提高等向性罚随，使模具鋼的橫向和厚向的塑性和韌性達(dá)到縱向的80~90%以上玉工。我國(guó)還需要在這方面進(jìn)一步開展工作羽资。

　　6.4 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、推廣和應(yīng)用遵班。一些行之有效的模具表面熱處理技術(shù)魏蜒，應(yīng)完善其工藝，加強(qiáng)其推廣和應(yīng)用有蒲。提高裝備和工藝材料的制造水平发凹，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。

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