在五十年代，我國模具用鋼全部因襲國外鋼號。進(jìn)入六十年代衩羹，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)展肚轴，為了提高生產(chǎn)效率紧邑， 采用了許多高效壓力加工設(shè)備豫阻，鍛錘逐漸被壓力機(jī)替代稠还。原用模具鋼的性能常不能滿足服役條件對性能的高要求，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)用苍糠。七十年代末叁丧，精密及大型工程塑料制品的使用日益廣泛，對塑料模具用鋼的需求量急劇增加岳瞭，對塑料模具鋼的性能也提出了新的要求拥娄，而我國當(dāng)時尚無塑 料模具專用鋼。

　　六十年代以來瞳筏，在國家有關(guān)部委的支持下稚瘾，中國科技工作者結(jié)合國情，開發(fā)出不少新模具鋼姚炕，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)了一些國外通用的鋼號陡厘，其中有些鋼號通過生產(chǎn)試用灭必，取得良好的效果播瞳。對一些使用效果較 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比試驗研究免糕，提出了選擇和應(yīng)用的建議赢乓。為滿足高耐磨、長壽命模具的需要堵沈，五十年代末子钱， 我國硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展，同時也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金便晶，用做模具取得良好的效果暴遂。

　　本文分為冷作模具鋼、熱作模具鋼架暗、塑料模具鋼粘伊、硬 質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金、模具熱處理约粒、展望和建議六部份論述惠翼。

　　1 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。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ郧戎保瑹崽幚碜冃涡≈。獵rWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控 制冷速，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砜坑ぃ固蓟锍示鶆蚣?xì)小的粒狀代郊，分布于基體上，否則易形成網(wǎng)狀碳化物杀餐，導(dǎo)致模具在使用中的崩刃和開裂干发。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨 性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重史翘，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)韌性的降低枉长。通過反復(fù)鐓撥可在一定程度上改善其偏析程度。

　　1981年琼讽，我國引入國際通用 的高碳高鉻工具鋼D2(Cr12Mo1V1)必峰。和Cr12MoV鋼相比，D2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善钻蹬，強(qiáng)度與韌性稍有提高吼蚁，D2鋼制作 的模具，其使用壽命亦有不同程度的提高[4]问欠。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強(qiáng)度肝匆，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)荷大的模具的需要溅潜。

　　為了改善這類鋼的強(qiáng)韌性术唬，我國開發(fā)了一些新的冷作模具鋼薪伏，如：

　　1.1 低合金冷作模具鋼

　　這類鋼的主要特點是工藝性好，淬火溫度低避扎，熱處理變形小疯蓄，強(qiáng)韌性好，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ砸巍Ｈ?GD(6CrMnNiMoVSi)猩镰、7CrSiMnMoV（簡稱CH）、DS鋼等演避。GD鋼用于制作易崩刃氨鹤、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命。CH鋼的 成分與日本的SX105V鋼相同偶咸，是一種火焰淬火鋼何煞，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殊泼，硬化層下又有一個高韌性的基 體做襯墊柿患，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码日，其沖擊韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼6CrW2Si森枪。

　　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。美國审孽、日本在七十年代初即研究過牌號為Vasco MA县袱、Vasco Matrix I和MOD2的基體鋼，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體佑力，但未得到廣泛的使用式散。我國研制了一些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）搓萧、 65W8Cr4VTi（簡稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡稱LM2）鋼等杂数。 這些基體鋼的主要特點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瘸洛，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)定的碳化物次和，阻 止淬火加熱時晶粒的長大并改善鋼的工藝性能反肋。這類基體鋼已較廣泛地用于制作冷擠壓、厚板冷沖踏施、冷鐓等模具石蔗，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壓模具徒锄。

　　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轮拼，提高其韌 性羹卷，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性，我國做了大量的研究工作才延，開發(fā)出不少新的鋼種淀胞，如 LD[8]、ER5[9]和GM[10]鋼等陈园。在這些鋼中两军，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析，增加鎢湘志、鉬和釩的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性备秋。 與Cr12型冷作模具鋼比較，這類鋼的碳化物偏析有所改善羽抒，有較高的韌性聂祈。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蝶锋，更 適于高速沖床和多工位沖床的使用曹动。

　　2 熱作模具鋼

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

　　5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模墓陈。但其淬透性不夠高，回火穩(wěn)定性也不高第献，其性能不能滿足大截面鍛模對性能的要求贡必。 3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu、Al合金的壓鑄模庸毫。這種鋼的熱穩(wěn)定性高仔拟，使用溫度達(dá)650?C，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低飒赃、冷 熱疲勞性差利花。

　　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)，H13鋼有良好的冷熱疲勞性载佳，在使用溫度不超過600?C時炒事，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高蔫慧，因此H13鋼迅速 得到推廣應(yīng)用仁吟，其產(chǎn)量已超過3Cr2W8V鋼。

　　為適應(yīng)壓力加工新工藝脯阔、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夏捣，我國研制了不少 的新熱作模具鋼，主要有：

　　2.1熱鍛模具鋼

　　國內(nèi)在八十年代摇值，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?C的問題贵筹，對國內(nèi)外用鋼做過大量的分析對比和研究垃批。研究工作表明，國外同類鋼5CrNiMoV中的Cr翼毡、Ni枢竟、Mo含量均高于國產(chǎn) 5CrNiMo鋼，并含有少量的V鹰柄，因而其淬透性和回火穩(wěn)定性均高于國產(chǎn)5CrNiMo鋼停濒，并建議選用5CrNiMoV鋼，用于制做大型擎融、復(fù)雜的重載荷錘 鍛模衣右。

　　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)用彬祖。與 5CrNiMo鋼相比茁瘦，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储笑，因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性甜熔。45Cr2NiMoVSi鋼中 的碳和硅，較之5Cr2NiMoVSi鋼突倍，稍有降低腔稀，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以上鍛錘模羽历，使用壽命較 5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍焊虏。3Cr2MoWVNi鋼也是我國開發(fā)的一種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命秕磷。

　　2.2 熱擠壓用模具鋼

　　H13已是國內(nèi)外廣泛使用的熱作模具鋼诵闭，在使用溫度不超過600?C時，有良好的冷熱疲勞性能澎嚣，用做熱擠壓模和鋁合金壓 鑄模疏尿，有比較高的使用壽命。但H13鋼有較大的尺寸效應(yīng)男软， 國外采用爐外精練禁微、高溫擴(kuò)散退火、等向鍛造等工藝氯摆，以改善其尺寸效應(yīng)埠邻，減小Cr和Mo的成分偏析，國內(nèi)多采用電渣重熔等工藝峡冻。

　　我國研制了許多強(qiáng)韌性好、熱穩(wěn)定性高的熱擠壓用熱作模具鋼蜂澄。一些鋼是在國外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來最奸，并在合金化方面有一定特色咕诊，如 HMI(3Cr3Mo3W2V)、 TM(4Cr3Mo2WMnVNb) 拜殊、Y4(4Cr3Mo2MnVB)焚卖、Y10(4Cr5Mo2SiV1)、HD2(4Cr3Mo2VNiNbB)匿党、 012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl) 等鋼晰绎。這些鋼在保持較好的強(qiáng)韌性條件下，具有高的其熱穩(wěn)定性括丁，分別用于制做熱擠壓模荞下、精鍛模、有色金屬壓鑄模等史飞，有良好的使用效果尖昏。

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

　　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)值中占首位迹淌。 中國過去無專用塑料模具用鋼。近年在引進(jìn)國外塑料模具用鋼的同時己单，自行研制和開發(fā)出一些新的塑料模具專用鋼唉窃。

　　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）后荷鼠，供使用單位制模句携。 P20（即3Cr2Mo）是國外使用最廣泛的預(yù)硬塑料模具鋼，已列入我國合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)逛指，八十年代以來已在我國一些工廠廣泛采用宴亦。718是瑞典生產(chǎn)的改型 P20鋼，較P20有更高的淬透性骤转，調(diào)質(zhì)后可在大截面尺寸保持硬度均勻一致啥闪，亦在我國得到較廣泛地使用。

　　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锚蛀，可加入易切削元素曙悠。美國、日本核宿、德國都發(fā)展了一些易切削預(yù)硬鋼烘韩。國外易切削預(yù)硬鋼主要是S系，也有S-Se系、Ca 系室用。但Se價格較貴摊哟。S系易切削鋼的各向異性較大，在截面增大時添瓷，硫化物的偏析比較嚴(yán)重梅屉。

　　我國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）鳞贷。 5NiSCa鋼采用了S-Ca復(fù)合易切削系和噴射冶金技術(shù)坯汤，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搀愧。5NiSCa鋼 有高的淬透性和鏡面拋光性惰聂，模具硬度為35~45HRC時，可順利進(jìn)行各種加工妈橄。

　　3.3 非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼

　　這種鋼不經(jīng)調(diào) 度處理庶近，鍛、軋后可達(dá)到預(yù)硬硬度眷蚓，有利于節(jié)約能源鼻种、降低成本、縮短生產(chǎn)周期沙热。我國開發(fā)的這類鋼有：中碳錳硼系空冷貝氏體鋼叉钥、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篙贸、Ca码累、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踏蚓；低碳MnMoVB系非調(diào)質(zhì)貝氏體型大截面塑料模具 鋼（B30）激撮，鋼中加入S、Ca作為易切削元素惫投，工業(yè)試生產(chǎn)表明400mm厚板坯熱軋后空冷泉惋，硬度沿截面分布較均勻。

　　3.4 時效硬化鋼

　　我國開發(fā)了幾種低鎳時效硬化鋼蹬谁，這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后進(jìn)行機(jī)械加工扔缭，再經(jīng)時效，通過析出金屬間化合物提高硬度癞烈，熱處理后變形很小洗馅。時 效硬化鋼適于制作高精度塑料模具、透明塑料用模具等堕常。

　　這類鋼有25CrNi3MoAl[3]赌羽、10Ni3Mn2AlCu（PMS） 和06Ni6CrMoVTiAl 等鋼萎煤。這些鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，硬度為20~30HRC疑苔，可進(jìn)行機(jī)械加工甫匹，再經(jīng)時效甸鸟，硬度可達(dá)38~42HRC惦费。

　　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，模具需具有防腐蝕性能抢韭，一般采用耐蝕鋼制造模具薪贫，此時還要求有較好的耐磨性。常用的 鋼種為4Cr13(420)刻恭、9Cr18瞧省、17-4PH。PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國開發(fā)的一種耐蝕塑料模具鋼鳍贾，有較好的綜合力學(xué)性能良 好的抗蝕性鞍匾。

　　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)合金的硬度很高骑科、耐磨 性好橡淑，有高的彈性模量和高的使用工作溫度。用于制作某些模具账菊，模具使用壽命可提高數(shù)倍祥喳、數(shù)十倍以上。但硬質(zhì)合金較脆册吹，抗彎強(qiáng)度和韌性較差貌硬，且不能進(jìn)行機(jī)械 加工。硬質(zhì)合金作為模具材料馒狡，主要用于拉絲模具嚣褐、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)合金煮肋，基本上可以滿足國內(nèi)市場的需要逸茅。

　　為了滿足制造集成電路板鉆孔用的微型鉆頭、計算機(jī)用的點陣打印針窥血、精密工模具等的需要婶耕，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）牢辣，傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金中赖厅，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 許多不足晾咪，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍收擦，在制造耐磨耐沖擊工模等方面取得了良好的效果贮配。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。開發(fā)高性能超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金目前仍是硬質(zhì)合金研究的熱點塞赂。

　　鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以碳化物為硬質(zhì)相泪勒，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宴猾，其強(qiáng)度和韌性一般高于硬質(zhì)合金圆存，并具有可熱處理性、可切削加工性仇哆、可鍛性和可焊性這樣一些工藝性能沦辙。模具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金 的主要應(yīng)用領(lǐng)域。我國于60年代開始研制這種材料讹剔，已研制成多種牌號的鋼結(jié)硬質(zhì)合金油讯，用作模具的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，硬質(zhì)相主要用TiC和WC延欠，鋼的基體主要采 用低合金鉻鉬鋼陌兑、中高合金工具鋼或高速鋼，如TiC系的GT35禽虹、R5素司、D1、T1和WC系的TLMW50划万、GW50嘴略、GJW50。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已用于制 作冷鐓模招蠕、擠壓模卑蚓、拉伸模、沖裁摸倾莽、拉絲模径泉、熱鐓模等。

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用板刑，導(dǎo)致七十年代無偏析粉末高速 鋼的生產(chǎn)和使用缰兄，其主要特點是強(qiáng)韌性、可磨削性邑键、等向性上煤、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著淆。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劫狠，這類鋼有較好的切削加工性和磨削性能，并有較好的韌性永部，制成的模具使用壽命與一些硬質(zhì)合金相近独泞。國外已生產(chǎn)多種牌號的粉末冶金高耐磨 冷模具鋼呐矾，國內(nèi)尚少研究。

　　5 模具熱處理

　　模具制造的成本高懦砂，特別是一些精密復(fù)雜的冷沖模蜒犯、塑料模、壓鑄模等荞膘。采 用熱處理技術(shù)提高模具的使用性能罚随，可以大幅度提高模具壽命，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益衫画，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)展毫炉。

　　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)，變形小树季。與大氣下的淬火比較，真空油淬后模具表面硬化比較均勻番链，而且 略高一些令叉，主要原因是真空加熱時，模具鋼表面呈活性狀態(tài)蝉齐，不脫碳溜帐，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜。在真空下加熱多梅，鋼的表面有脫氣效果勃核，因而具有較高的力學(xué)性能， 爐內(nèi)真空度越高苏蒿，抗彎強(qiáng)度越高俩孽。真空淬火后，鋼的斷裂韌性有所提高嫉鸳，模具壽命比常規(guī)工藝普遍提高40%~400%患达，甚至更高。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到 較廣泛的使用喷聪。

　　5.2 深冷處理

　　近年來的研究工作表明习劫，模具鋼經(jīng)深冷處理（-196℃），可以提高其力學(xué)性 能嚼隘，一些模具經(jīng)深冷處理后顯著提高了使用壽命诽里。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)行深冷處理飞蛹。如果在淬火谤狡、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)行一次回火桩皿。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩(wěn) 定性豌汇。深冷處理不僅用于冷作模具幢炸，也可用于熱作模具和硬質(zhì)合金。深冷處理技術(shù)已越來越受到模具熱處理工作者的關(guān)注拒贱，已開發(fā)出專用深冷處理設(shè)備宛徊。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，尚需進(jìn)一步研究逻澳。

　　5.3 模具的高溫淬火和降溫淬火

　　一 些熱作模具鋼闸天，如3Cr2W8V、H13士敬、5CrNiMo侧碍、5CrMnMo等，采用高于常規(guī)淬火溫度加熱淬火彻芒，可以減少鋼中碳化物的數(shù)量赴仪、改善其形態(tài)和分 布，使固溶于奧氏體中碳的分布均勻化尘晓，淬火后可在鋼中獲得更多的板條馬氏體换橱，提高其斷裂韌性和冷熱疲勞抗力，從而延長模具使用壽命验阱。例如3Cr2W8V鋼 制的一種熱擠壓模具舔躏，常規(guī)淬火溫度為1080~1120℃，回火溫度為560~580℃降蹋。當(dāng)淬火溫度提高至1200℃防擎，回火溫度為680℃（2次），模具 壽命提高了數(shù)倍睹沐。

　　W6Mo5Cr4V2助店、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼，可適當(dāng)降低其淬火溫度空猜，以改善其塑韌 性绽慈，減少脆性開裂傾向，從而提高模具壽命辈毯。例如W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用1140~1160℃坝疼。

　　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、耐蝕性谆沃、抗咬合钝凶、抗氧化性等性能。幾乎所有的化學(xué)熱處理工藝均可用于 模具鋼的表面處理唁影。

　　研究工作表明耕陷，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据沈，應(yīng)盡可能 選取較低的加熱溫度和較短的保溫時間哟沫，此時可保證表層有較多的未溶碳化物核心饺蔑，滲碳和碳氮共滲后，表層碳化物呈顆粒狀嗜诀，碳化物總體積也有明顯增加猾警，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瀑捣，模具的壽命均有顯著提高饲残。

　　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驼值。

　　滲氮工藝目前多采用離子滲 氮钳舵、高頻滲氮等工藝。離子滲氮可以縮短滲氮時間顷沉，并可獲得高質(zhì)量的滲層邓樟。離子滲氮可以提高壓鑄模的抗蝕性、耐磨性唱撩、抗熱疲勞性和抗粘附性能肩堡。

　　氮碳共滲可在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中進(jìn)行，滲層脆性小殃倒，共滲時間比滲氮時間大為縮短。壓鑄模嘿杖、熱擠壓模經(jīng)氮碳共滲后可顯著提高其熱疲勞性能梁泞。氮碳共滲對冷鐓 模、冷擠壓模趾痘、冷沖模慢哈、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永票。近年許多研究工作都表明稀土有明顯 的催滲效果卵贱，從而發(fā)展了稀土氮共滲、稀土氮碳共滲等新工藝侣集。

　　5.5 滲硼和滲金屬

　　滲硼可以是固體滲硼键俱、液體滲硼和膏劑滲硼等，應(yīng)用最多的是固體滲硼世分，市場上已有固體滲硼劑供應(yīng)编振。固體滲硼后，表層的硬度高達(dá)1400`2800HV臭埋，耐磨性高踪央，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瓢阴，由于耐磨性的提高畅蹂，模具壽命可提高數(shù)倍或十余倍盹躬。采用中碳鋼滲硼有時可取代高合金鋼制 作模具。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具血沦，如熱擠壓模等恐程。

　　滲硼層較脆，擴(kuò)散層比較薄肥爵，對滲層的支撐力弱隘唁，為此，可采用硼氮共滲或硼碳氮共滲舶抚，以 加強(qiáng)過渡區(qū)杏疑，使其硬度變化平緩。為改善滲硼層脆性寄硬，可采用硼釩参枯、硼鋁共滲。

　　滲金屬包括滲鉻响徒、滲釩辩溢、滲鈦等工藝均可用于處理冷作和熱作模 具，其中TD法（熔鹽滲金屬）已得到一些應(yīng)用丹禀，可使模具壽命提高幾倍乃至十幾倍状勤。

　　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)双泪。

　　PVD分為真空蒸鍍持搜、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)焙矛，離子鍍膜具有粘著力強(qiáng)葫盼、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)點村斟，因而獲得較廣泛的應(yīng)用贫导。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蟆盹，這種膜不僅硬度高而且膜的韌性好孩灯、結(jié)合力強(qiáng)、耐高溫日缨。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多元膜钱反，如 (TiAl)N、(TiCr)N等匣距，性能優(yōu)于TiN冷泵，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、TiN）的方法傀脑。CVD有多種方法往蚕。通常，CVD的反應(yīng)溫度在900℃以上茅苏，覆層硬度達(dá)到2000HV以上纱栓，但高的溫度容易使工件 變形，沉積層界面易發(fā)生反應(yīng)推兄。發(fā)展趨勢是降低溫度韭惧，開發(fā)新的涂層成分。例如蔚奕，金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)哀姿，激光CVD(LCVD)，等離子 CVD(PCVD)等匙豹。

　　5.7 高能束熱處理

　　高能束熱處理的熱源通常是指激光鹰幌、電子束、離子束等灌侣。它們共同的 特征是：供給材料表面功率密度至少103W/㎝2推捐。它們的共同特點是：加熱速度快，加熱面積可根據(jù)需要選擇侧啼，工件變形小牛柒，不需要冷卻介質(zhì)，處理環(huán)境清潔痊乾， 可控性能好焰络，便于實現(xiàn)自動化處理。國內(nèi)外對高能束熱處理的原理符喝、工藝等均投入較多的研究，比較成熟的是激光相變硬化甜孤、小尺寸電子束處理和中等功率的離子注 入协饲，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)為缴川，我國已建立了較完整的模具用材系列茉稠，其中一些模具材料 的性能優(yōu)異，達(dá)到國際先進(jìn)水平把夸。我國模具熱處理的研究開發(fā)亦可與國際同步扑姆，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。

　　針對存在 的問題尉武，對今后我國模具用材料和模具熱處理技術(shù)的發(fā)展牌宜，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

　　我國每年模具用鋼超過20萬噸源洒，且逐年增長骡眼。近年须拒，國外模具鋼的進(jìn)口量，約占模具鋼需要量的1/3晌爹，呈逐漸增加趨勢玛繁。主要問題是我國模具鋼的品種規(guī)格較少， 模具鋼生產(chǎn)的制品化肖自、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低号呜。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%老玲，而中國80%以上的模具鋼仍 以黑皮圓棒供貨剑征。越來越多的模具制造廠點要求在模具設(shè)計完成后，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材唉锌，減少庫存鋼材數(shù)量隅肥，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)制袄简，這是進(jìn)口模具鋼材在中國日益擴(kuò)大的重要原因腥放。

　　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)異绿语，達(dá)到或超過國外同類鋼的水平秃症。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)尚未走制品化吕粹、精料化的道路而經(jīng)銷方式不適應(yīng)商品市場的要求种柑，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匹耕，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益聚请。

　　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)量稳其，擴(kuò)大應(yīng)用驶赏，在應(yīng)用中進(jìn)一步存優(yōu)去劣。同時壹事，有選擇地開發(fā)先進(jìn)模具鋼罕识，完善中國的模具鋼系列，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼责什，多元易切削系塑料模具鋼舒脐，建立玻璃、陶瓷颓涉，耐火磚和地磚等成形模具用鋼系列等侨识。

　　6.3 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、真空冶煉凄跑、快鍛機(jī)和精鍛機(jī)等优生，一些模具鋼的質(zhì) 量有大幅度提高，如D2炭刺、P20等鋼已批量出口泪确，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國際先進(jìn)水平。工業(yè)發(fā)達(dá)國家一直在努力提高模具鋼的純凈度煮落、致密度敞峭、均勻性和質(zhì)量 穩(wěn)定性。國外有的企業(yè)規(guī)定在高純度模具鋼中[O]10ppm蝉仇，[H] 2ppm旋讹，S50ppm，因為鋼的純凈度的進(jìn)一步提高可以顯著提高鋼的韌性和疲勞性能轿衔。對大型模具還必須采用真空除氣沉迹、高溫擴(kuò)散退火，減少合金元素的偏 析害驹，并使用等向鍛選工藝鞭呕，提高等向性，使模具鋼的橫向和厚向的塑性和韌性達(dá)到縱向的80~90%以上宛官。我國還需要在這方面進(jìn)一步開展工作葫松。

　　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)用底洗。一些行之有效的模具表面 熱處理技術(shù)腋么，應(yīng)完善其工藝，加強(qiáng)其推廣和應(yīng)用亥揖。提高裝備和工藝材料的制造水平贺跟，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。

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