五十年代，我國模具用鋼全部因襲國外鋼號。進(jìn)入六十年代盏踢，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)展涡税，為了提高生產(chǎn)效率赐杏，采用了許多高效壓力加工設(shè)備，鍛錘逐漸被壓力機(jī)替代醇锌。原用模具鋼的性能常不能滿足服役條件對性能的高要求散骚，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。七十年代末痕寓，精密及大型工程塑料制品的使用日益廣泛傲醉，對塑料模具用鋼的需求量急劇增加，對塑料模具鋼的性能也提出了新的要求呻率，而我國當(dāng)時尚無塑料模具專用鋼硬毕。

　　六十年代以來，在國家有關(guān)部委的支持下礼仗，中國科技工作者結(jié)合國情吐咳，開發(fā)出不少新模具鋼，其中一些使用性能優(yōu)異元践、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韭脊。在此期間也引進(jìn)了一些國外通用的鋼號，其中有些鋼號通過生產(chǎn)試用，取得良好的效果沪羔。對一些使用效果較好的冷作模具鋼和熱作模具鋼饥伊，有關(guān)部門還分別組織了性能對比試驗(yàn)研究，提出了選擇和應(yīng)用的建議任内。為滿足高耐磨歇盒、長壽命模具的需要，五十年代末腐熊，我國硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展韩丸，同時也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用做模具取得良好的效果冒瞎。

　　本文分為冷作模具鋼查新、熱作模具鋼、塑料模具鋼洛怠、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金批先、模具熱處理、展望和建議六部份論述眉崩。

　　冷作模具鋼

　　目前我國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這些老的鋼號囤胯。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ裕瑹崽幚碜冃涡♂泸眩獵rWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控制冷速蚪缚，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚恚固蓟锍示鶆蚣?xì)小的粒狀贫怀，分布于基體上米苹，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砰琢。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨性蘸嘶，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)韌性的降低陪汽。通過反復(fù)鐓撥可在一定程度上改善其偏析程度训唱。

　　1981年，我國引入國際通用的高碳高鉻工具鋼D2(Cr12Mo1V1)挚冤。和Cr12MoV鋼相比雪情，D2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善，強(qiáng)度與韌性稍有提高你辣，D2鋼制作的模具，其使用壽命亦有不同程度的提高尘执。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強(qiáng)度舍哄，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)韌性表悬，我國開發(fā)了一些新的冷作模具鋼蓄帐，如：

　　1 低合金冷作模具鋼

　　這類鋼的主要特點(diǎn)是工藝性好，淬火溫度低俏川，熱處理變形小警钥，強(qiáng)韌性好，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ苑狻Ｈ鏕D(6CrMnNiMoVSi)晒躺、7CrSiMnMoV（簡稱CH）、DS鋼等倘秸。GD鋼用于制作易崩刃挑胯、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命。CH鋼的成分與日本的SX105V鋼相同轨皮，是一種火焰淬火鋼伪滤，常用于制做汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件，火焰淬火時加熱模具刃口切料面燎厘，硬化層下又有一個高韌性的基體做襯墊薇硬，從而使模具獲得較高的使用壽命。DS鋼是一種沖擊冷作模具鋼蠢琳，其沖擊韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼6CrW2Si啊终。

　　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。美國挪凑、日本在七十年代初即研究過牌號為Vasco MA孕索、Vasco Matrix I和MOD2的基體鋼，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體躏碳，但未得到廣泛的使用搞旭。我國研制了一些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）菇绵、65W8Cr4VTi（簡稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡稱LM2）鋼等肄渗。 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咬最，還加入少量的強(qiáng)碳化物形成元素鈮或鈦翎嫡，以形成比較穩(wěn)定的碳化物，阻止淬火加熱時晶粒的長大并改善鋼的工藝性能永乌。這類基體鋼已較廣泛地用于制作冷擠壓惑申、厚板冷沖、冷鐓等模具翅雏，特別適于難變形材料用的大型復(fù)雜模具镇纳，還可用做黑色金屬的溫?zé)釘D壓模具枉俗。

　　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，提高其韌性仍枕，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性营俘，我國做了大量的研究工作，開發(fā)出不少新的鋼種尚蔗，如 LD毛凶、ER5和GM鋼等。在這些鋼中篡搓，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析帘圣，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升碱。與Cr12型冷作模具鋼比較踩林，這類鋼的碳化物偏析有所改善，有較高的韌性是酣。這類鋼比Cr12型冷作模具鋼有更好的耐磨性醋掖，因而制做的模具有更高的壽命，更適于高速沖床和多工位沖床的使用黄刚。

　　熱作模具鋼

　　我國常用的熱作模具鋼為5CrMnMo捎谨、5CrNiMo和3Cr2W8V鋼。

　　5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模憔维。但其淬透性不夠高涛救，回火穩(wěn)定性也不高，其性能不能滿足大截面鍛模對性能的要求业扒。3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu检吆、Al合金的壓鑄模。這種鋼的熱穩(wěn)定性高程储，使用溫度達(dá)650℃蹭沛，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低、冷熱疲勞性差章鲤。

　　我國在八十年代初引進(jìn)國外通用的鉻系熱作模具鋼H13 (4Cr5MoSiV1)摊灭，H13鋼有良好的冷熱疲勞性，在使用溫度不超過600℃時败徊，代替3Cr2W8V鋼帚呼，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速得到推廣應(yīng)用侣豌，其產(chǎn)量已超過3Cr2W8V鋼皮向。

　　為適應(yīng)壓力加工新工藝、新設(shè)備對模具鋼在強(qiáng)韌性和熱穩(wěn)定性方面更高的要求幼浩，我國研制了不少的新熱作模具鋼晚惊，主要有：

　　1 熱鍛模具鋼

　　國內(nèi)在八十年代朱泞，針對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℃的問題，對國內(nèi)外用鋼做過大量的分析對比和研究宛蒲。研究工作表明，國外同類鋼5CrNiMoV中的Cr莉孽、Ni恼稠、Mo含量均高于國產(chǎn)5CrNiMo鋼，并含有少量的V火晕，因而其淬透性和回火穩(wěn)定性均高于國產(chǎn)5CrNiMo鋼来锥，并建議選用5CrNiMoV鋼，用于制做大型液珠、復(fù)雜的重載荷錘鍛模腥例。

　　國內(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)用酝润。與5CrNiMo鋼相比燎竖，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要销，因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性构回。45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅，較之5Cr2NiMoVSi鋼疏咐，稍有降低纤掸，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以上鍛錘模浑塞，使用壽命較5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍借跪。3Cr2MoWVNi鋼也是我國開發(fā)的一種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命酌壕。

　　2 熱擠壓用模具鋼

　　H13已是國內(nèi)外廣泛使用的熱作模具鋼掏愁，在使用溫度不超過600?C時，有良好的冷熱疲勞性能仅孩，用做熱擠壓模和鋁合金壓鑄模托猩，有比較高的使用壽命。但H13鋼有較大的尺寸效應(yīng)责名， 國外采用爐外精練溶迹、高溫?cái)U(kuò)散退火、等向鍛造等工藝液炼，以改善其尺寸效應(yīng)剩织，減小Cr和Mo的成分偏析，國內(nèi)多采用電渣重熔等工藝枕络。

　　我國研制了許多強(qiáng)韌性好硬拴、熱穩(wěn)定性高的熱擠壓用熱作模具鋼番产。一些鋼是在國外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，并在合金化方面有一定特色魁济，如HMI(3Cr3Mo3W2V)逞翰、 TM(4Cr3Mo2WMnVNb) 、Y4(4Cr3Mo2MnVB)孙已、Y10(4Cr5Mo2SiV1)吝都、HD2(4Cr3Mo2VNiNbB)、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl) 等鋼淋袖。這些鋼在保持較好的強(qiáng)韌性條件下鸿市，具有高的其熱穩(wěn)定性，分別用于制做熱擠壓模即碗、精鍛模焰情、有色金屬壓鑄模等，有良好的使用效果剥懒。

　　我國有關(guān)部門曾組織一些研究單位和使用單位内舟，選擇了27種國內(nèi)外應(yīng)用和新研制成功的熱作模具鋼，對其基本力學(xué)性能蕊肥、工藝性能和使用性能進(jìn)行測試和對比谒获，并提出了各類熱作模具的選材準(zhǔn)則。

　　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)值中占首位壁却。 中國過去無專用塑料模具用鋼批狱。近年在引進(jìn)國外塑料模具用鋼的同時，自行研制和開發(fā)出一些新的塑料模具專用鋼展东。

　　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赔硫，預(yù)先熱處理至要求的硬度（一般預(yù)硬至30~35RHC）后，供使用單位制模盐肃。 P20（即3Cr2Mo）是國外使用最廣泛的預(yù)硬塑料模具鋼估浴，已列入我國合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)，八十年代以來已在我國一些工廠廣泛采用锚倦。718是瑞典生產(chǎn)的改型P20鋼酒管，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任咨，亦在我國得到較廣泛地使用拌艳。

　　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，可加入易切削元素簇友。美國橙樟、日本、德國都發(fā)展了一些易切削預(yù)硬鋼肠豺。國外易切削預(yù)硬鋼主要是S系沸稻，也有S-Se系扁钥、Ca系。但Se價格較貴所饺。S系易切削鋼的各向異性較大捐煤，在截面增大時，硫化物的偏析比較嚴(yán)重壁顶。

　　我國研制了一些含硫易切削預(yù)硬塑料模具鋼珠洗，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)若专，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蝴猪。5NiSCa鋼有高的淬透性和鏡面拋光性调衰，模具硬度為35~45HRC時，可順利進(jìn)行各種加工自阱。

　　3 非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼

　　這種鋼不經(jīng)調(diào)度處理嚎莉，鍛、軋后可達(dá)到預(yù)硬硬度沛豌，有利于節(jié)約能源趋箩、降低成本、縮短生產(chǎn)周期加派。我國開發(fā)的這類鋼有：中碳錳硼系空冷貝氏體鋼叫确、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叁渣、Ca玲装、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溯侦；低碳MnMoVB系非調(diào)質(zhì)貝氏體型大截面塑料模具鋼（B30）墅糯，鋼中加入S、Ca作為易切削元素况魔，工業(yè)試生產(chǎn)表明400mm厚板坯熱軋后空冷况逼，硬度沿截面分布較均勻。

　　4 時效硬化鋼

　　我國開發(fā)了幾種低鎳時效硬化鋼，這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后進(jìn)行機(jī)械加工艇劫，再經(jīng)時效萌琉，通過析出金屬間化合物提高硬度，熱處理后變形很小揉罗。時效硬化鋼適于制作高精度塑料模具、透明塑料用模具等星嗜。

　　這類鋼有25CrNi3MoAl掷情、10Ni3Mn2AlCu（PMS）和06Ni6CrMoVTiAl等鋼软吐。這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，硬度為20~30HRC吟税，可進(jìn)行機(jī)械加工凹耙，再經(jīng)時效，硬度可達(dá)38~42HRC肠仪、肖抱。

　　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，模具需具有防腐蝕性能异旧，一般采用耐蝕鋼制造模具意述，此時還要求有較好的耐磨性。常用的鋼種為4Cr13(420)吮蛹、9Cr18荤崇、17-4PH。PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國開發(fā)的一種耐蝕塑料模具鋼潮针，有較好的綜合力學(xué)性能良好的抗蝕性术荤。

　　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)合金的硬度很高每篷、耐磨性好瓣戚，有高的彈性模量和高的使用工作溫度。用于制作某些模具搁蛤，模具使用壽命可提高數(shù)倍挥痊、數(shù)十倍以上。但硬質(zhì)合金較脆挑画，抗彎強(qiáng)度和韌性較差轩从，且不能進(jìn)行機(jī)械加工。硬質(zhì)合金作為模具材料猎肄，主要用于拉絲模具融沟、受沖擊力不大的冷擠和冷沖模具等。目前,我國已可生產(chǎn)各類牌號的硬質(zhì)合金欠住，基本上可以滿足國內(nèi)市場的需要浮烫。

　　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)陣打印針揉民、精密工模具等的需要杆荐，近年來，各國都研制出一些微晶（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)合金中鼎嫉，WC晶粒尺寸為1.3～1.5微米诉濒。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未荒。我國一些研究單位和硬質(zhì)合金廠已研制出多種牌號的微晶硬質(zhì)合金和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金专挪。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)相片排，鋼作粘接相形成的復(fù)合材料寨腔。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)合金率寡，并具有可熱處理性迫卢、可切削加工性、可鍛性和可焊性這樣一些工藝性能冶共。模具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域乾蛤。我國于60年代開始研制這種材料，已研制成多種牌號的鋼結(jié)硬質(zhì)合金捅僵，用作模具的鋼結(jié)硬質(zhì)合金幻捏，硬質(zhì)相主要用TiC和WC，鋼的基體主要采用低合金鉻鉬鋼帅唬、中高合金工具鋼或高速鋼，如TiC系的GT35蘸腾、R5噪怜、D1、T1和WC系的TLMW50鸟焊、GW50予售、GJW50。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已用于制作冷鐓模藕龄、擠壓模湿斩、拉伸模、沖裁摸削蕊、拉絲模忧埠、熱鐓模等。

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用元丈，導(dǎo)致七十年代無偏析粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用坤乌，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)韌性、可磨削性显驼、等向性哼御、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焊唬。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恋昼，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)合金相近液肌。國外已生產(chǎn)多種牌號的粉末冶金高耐磨冷模具鋼挟炬，國內(nèi)尚少研究。

　　模具熱處理

　　模具制造的成本高矩屁，特別是一些精密復(fù)雜的冷沖模辟宗、塑料模、壓鑄模等吝秕。采用熱處理技術(shù)提高模具的使用性能泊脐，可以大幅度提高模具壽命，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益烁峭，我國模具技術(shù)工作者十分重視模具熱處理技術(shù)的發(fā)展容客。

　　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)，變形小挤毯。與大氣下的淬火比較蛙途，真空油淬后模具表面硬化比較均勻，而且略高一些两漫，主要原因是真空加熱時汤袭，模具鋼表面呈活性狀態(tài)，不脫碳宅集，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜席栅。在真空下加熱，鋼的表面有脫氣效果拔灾，因而具有較高的力學(xué)性能署霸，爐內(nèi)真空度越高，抗彎強(qiáng)度越高继锰。真空淬火后赠魂，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%及窃，甚至更高缆刁。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到較廣泛的使用。

　　2 深冷處理

　　近年來的研究工作表明航夺，模具鋼經(jīng)深冷處理（-196℃）蕉朵，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阳掐。模具鋼的深冷可以在淬火和回火工序之間進(jìn)行始衅， 也可在淬火回火之后進(jìn)行深冷處理。如果在淬火缭保、回火后鋼中仍保留有殘余奧氏體汛闸，則在深冷處理后仍需要再進(jìn)行一次回火蝙茶。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诸老，也可用于熱作模具和硬質(zhì)合金隆夯。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)備别伏。不同鋼種在深冷過程中的組織變化及其微觀機(jī)制及其對力學(xué)性能的影響蹄衷，尚需進(jìn)一步研究。

　　3 模具的高溫淬火和降溫淬火

　　一些熱作模具鋼厘肮，如3Cr2W8V愧口、H13、5CrNiMo咆杯、5CrMnMo等幌瓦，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)量终太、改善其形態(tài)和分布苫担，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辰丛，提高其斷裂韌性和冷熱疲勞抗力滓层，從而延長模具使用壽命。例如3Cr2W8V鋼制的一種熱擠壓模具向酝，常規(guī)淬火溫度為1080~1120℃卒赖，回火溫度為560~580℃。當(dāng)淬火溫度提高至1200℃村肯，回火溫度為680℃（2次），模具壽命提高了數(shù)倍疏菩。

　　W6Mo5Cr4V2喊解、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼，可適當(dāng)降低其淬火溫度郑诺，以改善其塑韌性夹姥，減少脆性開裂傾向，從而提高模具壽命辙诞。例如W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用1140~1160℃辙售。

　　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、耐蝕性飞涂、抗咬合旦部、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较店。

　　研究工作表明士八，高碳及低合金工具鋼和中高碳高合金鋼均可進(jìn)行滲碳或碳氮共滲容燕。高碳低合金鋼滲碳或碳氮共滲時，應(yīng)盡可能選取較低的加熱溫度和較短的保溫時間婚度，此時可保證表層有較多的未溶碳化物核心蘸秘，滲碳和碳氮共滲后，表層碳化物呈顆粒狀蝗茁，碳化物總體積也有明顯增加僚洋，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泊术，模具的壽命均有顯著提高候赏。

　　采用500~650℃高溫回火的合金鋼模具，均可在低于回火溫度的范圍內(nèi)或在回火的同時進(jìn)行表面滲氮或氮碳共滲理斜。

　　滲氮工藝目前多采用離子滲氮酗裕、高頻滲氮等工藝。離子滲氮可以縮短滲氮時間伐薯，并可獲得高質(zhì)量的滲層弥禀。離子滲氮可以提高壓鑄模的抗蝕性、耐磨性诡岂、抗熱疲勞性和抗粘附性能骏芍。

　　氮碳共滲可在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中進(jìn)行，滲層脆性小登鄙，共滲時間比滲氮時間大為縮短既憔。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骤公。氮碳共滲對冷鐓模抚官、冷擠壓模、冷沖模阶捆、拉伸模等均有很好的應(yīng)用效果凌节。

　　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洒试，從而發(fā)展了稀土氮共滲倍奢、稀土氮碳共滲等新工藝。

　　5 滲硼和滲金屬

　　滲硼可以是固體滲硼垒棋、液體滲硼和膏劑滲硼等卒煞，應(yīng)用最多的是固體滲硼，市場上已有固體滲硼劑供應(yīng)叼架。固體滲硼后畔裕，表層的硬度高達(dá)1400`2800HV，耐磨性高乖订，耐腐蝕性和抗氧化性能都較好柴钻。

　　滲硼工藝常用于各種冷作模具上淮韭，由于耐磨性的提高，模具壽命可提高數(shù)倍或十余倍淫蜕。采用中碳鋼滲硼有時可取代高合金鋼制作模具恐氓。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具，如熱擠壓模等肩检。

　　滲硼層較脆叛剩，擴(kuò)散層比較薄，對滲層的支撐力弱泉疆，為此派料，可采用硼氮共滲或硼碳氮共滲，以加強(qiáng)過渡區(qū)滑攘，使其硬度變化平緩腊匆。為改善滲硼層脆性，可采用硼釩超璧、硼鋁共滲隙趣。

　　滲金屬包括滲鉻、滲釩嘴缓、滲鈦等工藝均可用于處理冷作和熱作模具旱万，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吐句。

　　6 氣相沉積

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

　　PVD分為真空蒸鍍嗦枢、濺射鍍和離子鍍攀芯。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)文虏、均鍍能力好敲才、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)用择葡。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剃氧，這種膜不僅硬度高而且膜的韌性好敏储、結(jié)合力強(qiáng)、耐高溫朋鞍。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多元膜已添，如(TiAl)N、(TiCr)N等滥酥，性能優(yōu)于TiN鹰觅，是一類更有前途的新型薄膜涮婿。

　　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、TiN）的方法田蝠。CVD有多種方法掠佛。通常，CVD的反應(yīng)溫度在900℃以上权塑，覆層硬度達(dá)到2000HV以上蔽碘，但高的溫度容易使工件變形，沉積層界面易發(fā)生反應(yīng)托茅。發(fā)展趨勢是降低溫度武慨，開發(fā)新的涂層成分。例如层焚，金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)行掰，激光CVD(LCVD)，等離子CVD(PCVD)等岸腔。

　　7 高能束熱處理

　　高能束熱處理的熱源通常是指激光坪江、電子束、離子束等锐朴。它們共同的特征是：供給材料表面功率密度至少103W/㎝2兴喂。它們的共同特點(diǎn)是：加熱速度快，加熱面積可根據(jù)需要選擇焚志，工件變形小衣迷，不需要冷卻介質(zhì)，處理環(huán)境清潔酱酬，可控性能好壶谒，便于實(shí)現(xiàn)自動化處理。國內(nèi)外對高能束熱處理的原理膳沽、工藝等均投入較多的研究汗菜，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挑社，并在提高模具壽命方面獲得了應(yīng)用陨界。

　　展望和建議

　　可以認(rèn)為，我國已建立了較完整的模具用材系列痛阻，其中一些模具材料的性能優(yōu)異菌瘪，達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國模具熱處理的研究開發(fā)亦可與國際同步音拢，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)用莱芥。

　　針對存在的問題，對今后我國模具用材料和模具熱處理技術(shù)的發(fā)展丈蛇，提出如下建議：

　　1 加速模具鋼生產(chǎn)的制品化娩证、精料化和模具鋼經(jīng)銷的商品化阁巨。

　　我國每年模具用鋼超過20萬噸，且逐年增長隐睹。近年岸寿，國外模具鋼的進(jìn)口量，約占模具鋼需要量的1/3捡路，呈逐漸增加趨勢芬吸。主要問題是我國模具鋼的品種規(guī)格較少，模具鋼生產(chǎn)的制品化悍蔫、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低奶膘。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，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%盯桦，而中國80%以上的模具鋼仍以黑皮圓棒供貨慈俯。越來越多的模具制造廠點(diǎn)要求在模具設(shè)計(jì)完成后，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材拥峦，減少庫存鋼材數(shù)量贴膘，縮短制模周期。中國鋼材生產(chǎn)企業(yè)尚不適應(yīng)這一商品市場機(jī)制略号，這是進(jìn)口模具鋼材在中國日益擴(kuò)大的重要原因刑峡。

　　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)異玄柠，達(dá)到或超過國外同類鋼的水平突梦。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模具鋼的生產(chǎn)尚未走制品化羽利、精料化的道路而經(jīng)銷方式不適應(yīng)商品市場的要求宫患，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这弧，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益娃闲。

　　中國已經(jīng)有了較完整的模具鋼系列，尚需不斷提高其質(zhì)量匾浪，擴(kuò)大應(yīng)用逛徽，在應(yīng)用中進(jìn)一步存優(yōu)去劣。同時蚜烹，有選擇地開發(fā)先進(jìn)模具鋼穗免，完善中國的模具鋼系列，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼死发，多元易切削系塑料模具鋼，建立玻璃绑僵、陶瓷谴眶，耐火磚和地磚等成形模具用鋼系列等俺阻。

　　3 進(jìn)一步提高模具鋼的質(zhì)量

　　我國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，如爐外精煉宰蘸、真空冶煉督靶、快鍛機(jī)和精鍛機(jī)等，一些模具鋼的質(zhì)量有大幅度提高捂臣，如D2铃挠、P20等鋼已批量出口，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國際先進(jìn)水平堡掏。工業(yè)發(fā)達(dá)國家一直在努力提高模具鋼的純凈度应结、致密度、均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性泉唁。國外有的企業(yè)規(guī)定在高純度模具鋼中[O]?10ppm鹅龄，[H]? 2ppm，S?50ppm亭畜，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扮休。對大型模具還必須采用真空除氣、高溫?cái)U(kuò)散退火拴鸵，減少合金元素的偏析玷坠，并使用等向鍛選工藝，提高等向性劲藐，使模具鋼的橫向和厚向的塑性和韌性達(dá)到縱向的80~90%以上八堡。我國還需要在這方面進(jìn)一步開展工作。

　　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)展瘩燥、推廣和應(yīng)用秕重。一些行之有效的模具表面熱處理技術(shù)，應(yīng)完善其工藝露揽，加強(qiáng)其推廣和應(yīng)用专运。提高裝備和工藝材料的制造水平，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)屏部。

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