模具常用表面强化处理方法的研究

陈耿祥1

南京航空航天大学明故宫校区

摘要：在指出模具表面强化技术的重要意义的同时, 从热处理、模具表面热喷涂技术、激光表面强化、气相沉积、离子注入技术和涂镀技术等几方面介绍了提高模具使用寿命的表面强化新技术。

关键词：模具；热处理；表面强化处理；寿命；

Research of mould surface strengthening processing method

Chen Gengxiang

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Abstract：In points out the significance of mold surface strengthening technology at the same time, from the heat treatment, mold surface thermal spray technology, laser surface strengthening, vapor deposition, ion implantation technique and plating technology and so on several aspects to introduce the new surface strengthening technology improvement on service life of mold.

Key words：Mould; Heat Treatment ; surface strengthening processing; lifetime;

引言

要求：模具是各工业部门的重要工艺装备,它的使用性能,特别是使用寿命反映了一个国家的工业水平,并直接影响到产品的更新换代和在国际市场上的竞争能力。因此,各国都非常重视模具工业的发展和模具寿命的提高工作。目前,我国模具的寿命还不高,模具消耗量很大,因此,提高我国的模具寿命是一个十分迫切的任务。模具在使用过程中往往承受着各种形式的复杂应力,模具的表面更是处在较大、较复杂的应力状态下, 其工作条件尤为恶劣。模具的失效和破坏, 往往是发生在表面或由表面开始,因此,模具表面性能的优劣将直接影响模具的使用及寿命。实践证明,提高模具性能的有效途径除选择正确的加工方法、模具材料外,关键

在于正确选择热处理方法和表面处理工艺。模具表面处理是提高模具质量的重要基础工艺之一[1]。

1 模具表面强化的分类

模具的表面强化处理是指用机械、物理或化学方法对模具工作表面进行改性或覆层等处理, 使模具在保证高的强韧性基础上,不仅具有更高的强度、硬度、耐磨性, 同时获得优异的抗疲劳、抗咬合、抗粘着、抗擦伤、耐腐蚀、抗高温氧化等性能的处理方法,如表面淬火、化学热处理等。具的表面强化处理在不同文献上往往有不同的分类方法, 如有按目的和作用分为表层化学成分及组织结构改变型和表面物质保护型两大类的; 有按处理温度分为低、中、高三大类的;有按原理分为物理表面处理法、化学表面处理法、表面覆层处理法。本文按其强化机理进行多层次分类,只对几种表面强化新技术进行介绍,而对文献上报道较多的常规表面强化处理技术不予复述。

2 模具的热处理

模具表面热处理的主要目有两点，改善模具零件的工艺性能和提高模具的使用性能。

2.1常规热处理

这是保证模具良好使用性能的基本措施。预先热处理——退火，以降低硬度，易于切削加工；最终热处理——淬火和回火，淬火温度提高，合金渗碳体熔解增多，回火时，合金元素阻碍碳原子扩散和渗碳体

聚集长大，过饱和马氏体析出细小弥散的碳化物，使模具综合性能和耐磨性得到提高。

2.2表面淬火

加热速度快，表面相变温度提高，而心部材料仍在相变点以下。冷却后外硬内韧，生成梯度性能。如火焰加热表面淬火的加热温度在Ac3+120~1800。激光表面相变硬化是以功率密度达104~105W/cm2的激光束快速照射工件表面，使其以极快的加热速度和冷却速度进行淬火，这既保证模具内部具有良好的韧性，又使模具表面获得极高的耐磨性。

2.3 低温化学热处理

为了提高模具的抗蚀性、耐磨性、抗热疲劳和防粘附性能,可采用离子渗氮。离子渗氮的突出优点是显著地缩短了渗氮时间,可通过不同气体组份调节控制渗层组织,降低了渗氮层的表面脆性,变形小,渗层硬度分布曲线较平稳,不易产生剥落和热疲劳。可渗的基体材料比气体渗氮广,无毒,不会爆炸,生产安全,但对形状复杂模具,难以获得均匀的加热和均匀的渗层,且渗层较浅,过渡层较陡,温度测定及温度均匀性仍有待于解决。离子渗氮温度以450～520℃为宜,经处理6～9后,渗氮层深约0.2～0.3mm。温度过低,渗层太薄；温度过高,则表层易出现疏松层,降低抗粘模能力。离子渗氮其渗层厚度以0.2～0.3mm为宜。磨损后的离子渗氮模具,经修复和再次离子渗氮后,可重新投入使用,从而可大大地提高模具的总使用寿命。

2.4 气相沉积

气相沉积技术是一种获得薄膜(膜厚0.1～5μm)的技术。即在真空中产生待沉积的材料蒸汽,该蒸汽冷凝于基体上形成所需的膜。该项技术包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、物理化学气相沉积(PCVD)。它是在钢、镍、钴基等合金及硬质合金表面建立碳化物等覆盖层的现代方法,覆盖层有碳化物、氮化物、硼化物和复合型化合物等。

2.4.1 物理气相沉积

物理气相沉积技术,由于处理温度低,热畸变小,无公害,容易获得超硬层,涂层均匀等特点,应用于精密模具表面强化处理,显示出良好的应用效果。采用PVD处理获得的TiN层可保证将塑料模的使用寿命提高3～9倍,金属压力加工工具寿命提高3～59倍。螺钉头部凸模采用TiN层寿命不长,易发生脱落现象。

2.4.2化学气相沉积

化学气相沉积技术,沉积物由引入高温沉积区的气体离解所产生。CVD处理的模具形状不受任何限制。CVD可以在含碳量大于0.8%的工具钢、渗碳钢、高速钢、轴承钢、铸铁以及硬质合金等表面上进行。气相沉积TiC、TiN能应用于挤压模、落料模和弯曲模,也适用于粉末成型模和塑料模等。在金属模具上涂覆TiC、TiN覆层的工艺,其覆层硬度高达3000HV,且耐磨性好、抗摩擦性能提高、冲模的使用寿命可提高1～4倍。

2.4.3物理化学气相沉积

由于CVD处理温度较高,气氛中含氯化氢多,如处理不当,易污染大气。为克服上述缺点,用氩气作载体,发展中温CVD 法,处理温度750～850℃即可。此法在耐磨性、耐蚀性方面不亚于高温CVD法。PCVD兼具CVD与PVD技术的特点,但要求精确监控,保证工艺参数稳定。

3 模具表面热喷涂技术

模具热喷涂大致分为火热喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂、电热热源喷涂以及“冷喷”。在生产中应用的

主要是等离子喷涂(48%)和高速火焰喷涂(25%)。在模具上采用热喷涂金属陶瓷涂层强化表面,可提高其硬度、抗黏性、抗冲击、耐磨和抗冷热疲劳等[4]。采用热喷涂方法制造塑料模具起源于20世纪40年代。经过几十年的研究和开发,这项技术发达国家已得到了较多的应用。美国的ＴＡＦＡ公司最早成功地使用电弧喷涂锌合金涂层制作了大型的汽车塑料内饰件模具。沈阳工业大学在国内率先开发和应用了这项技术,使用该技术为沈阳饼干厂制造了一个在1200ｍｍ×800ｍｍ工作面上有14套快餐饭盒的吸塑模具,模具的制造仅花费一周时间。山东省烟台机械工艺研究所用电弧喷涂锌基合金快速制造模具的方法制造汽车方向盘的模具,和投影面积为1900ｍｍ×1200ｍｍ的,带有立体装饰花纹的,以塑代木的床头模具,提前了几个月交货。西安交通大学将快速原形技术与热喷涂锌基合金涂层技术结合,制造了生产汽车发动机罩的拉延模具和节水渗灌设备中的节水滴管注射模具,已用于生产[5]。另外,各种热作模具、压铸模具以及粉末冶金模具等,不仅在较高的温度环境下工作,而且遭受磨损、挤压、冲击及冷热疲劳作用,可喷涂某些钴基自熔合金、Ｎｉ或ＡＩ以及陶瓷来提高耐热磨损性能。如用工具钢加工制成的高熔点金属(铝、铌、钨及其合金)的热挤压模,挤压温度在1320℃以上,只能进行一次作业,而挤压材料因表面被模面合金化而变质,同时由于模具的磨损、挤压材在长度方向上直径与断面形状发生很大变化,喷0.5～1.0ｍｍ的氧化铝涂层后,挤压温度可达1650℃。喷涂氧化锆涂层,挤压温度可达2370℃,模具工作寿命可延长5～10倍。

4 离子注入技术

离子注入技术是利用离子源中产生的带电离子(气体和金属离子)在高压电场的作用下,以极大的速度入射到待处理的工件材料表面。在这个过程中将引起金属表层的成分和结构的变化以及原子环境和电子组态等微观状态的扰动,使金属表面发生物理、化学和力学性能的变化,有效地提高工件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳等多种性能,最终提高工件的使用寿命。离子注入工艺是在离子注入机中进行的。它将预先选择的注入元素,在注入机的离子源中离化后,再将离子从离子源引出,经高压电场加速,使其获得很高的能量,然后打入真空室中的金属(固体靶)中,使金属表面层实现强化[6,7]。由于离子注入后既不改变模具基体表面的几何尺寸,又能形成与基体完全结合的表面合金,不存在因明显的分界面而产生剥落的问题。同时由于大量离子(如氮、碳、硼、钼等)的注入可使模具基体表面产生明显的硬化效果,大大降低了摩擦因数,显著地提高了模具表面的耐磨性、耐腐蚀性、以及抗疲劳等多种性能。因此近年来离子注入技术在模具领域中,如冲裁模、拉丝模、挤压模、拉伸模、塑料模等都得到了广泛应用,其平均寿命提高了2～10倍。目前,离子注入技术在模具应用上还存在一些不足,如离子注入层较薄,小孔处理困难,设备复杂昂贵等,其应用受到了一定的限制。

5 涂镀技术

5.1 电镀

利用电解的方法从一定的电解质溶液中，在经过处理的基体金属表面沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着沉积的一种电化学过程的总称。电镀可以镀各种金属镀层。在进行电镀时，将被镀的工件与直流电源的负极相连，要镀覆的金属（镀铬除外）与直流电源的正极相连，并放在渡槽中。当电源与渡槽接通时，在阴极上析出欲镀的金属层。

5.2 电刷镀

电刷镀技术是从镀槽技术上发展起来的，其原理与电镀基本相同。电刷镀时被镀工件不需要进入镀槽，而是必须与裹有浸满电刷镀液的镀笔（阳极）良好接触，以便形成局部的“槽”，并在适当的压力下进行相对运动。由于刷镀设备比较简单，携带方便，且镀层性能好，结合牢固，沉积速度快，成本低廉，所以对一些大型模具可到现场作业。电刷镀技术广泛应用于模具制造及失效修复，尤其适用于一些大型、不易搬动的模具。

5.3 化学镀

电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。而化学镀是不加外电流，在金属表面的催化作用下经控制化学还原法进行的金属还原过程。化学镀与电镀相比较有如下特点：①镀层厚度非常均匀，由于化学镀是

在无电源的条件下形成镀层，不会出现因尖端电流密度过大而导致尖角、边缘等突出部分过分增厚现象。甚至对于不通孔沟槽、螺纹等均可获得均匀的镀层。化学镀层有良好的“仿形性”，任何形状复杂的零件都很适用②通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属材料表面上进行。而电镀法只能在导体表面施镀。③工艺设备简单，不需要电源、输电系统及辅助电极，操作时只需把工件正确悬挂在镀液中即可。④化学镀是靠基体的自催化活性才能起镀，其结合力一

般优于电镀。

6 结论

表面强化技术在模具表面的应用，在相当程度上弥补了模具材料的性能缺陷。表面工程技术应用于模具表面，可达到如下目的：

（1）提高模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命。

（2）提高模具表面抗擦伤能力和脱模能力，提高生产率；

（3）采用碳素工具钢或低合金钢，经表面强化处理，可达到甚至超过高合金化模具材料甚至硬质合金的性能指标。不仅大幅降低材料成本，而且可简化模具制造加工工艺和热处理工艺，降低生产成本。

（4）可用于模具的修复。

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模具表面喷丸强化

模具表面喷丸强化随着现代工业技术的发展，对于模具使用性能提出了更高的要求。努力缩短模具的生产周期提高模具的质量，延长模具寿命，直接或间接带来的社会效益和经济效益是难以估量的。材料和热处理是影响模具质量、性能和使用寿命最重要的内在因素。60%模具的早期失效，是由材料和热处理的因素造成的。为了提高模的强度及模具的耐磨性，充分挖掘模具材料的性能潜力，延长模具服役寿命，采取了许多有效的措施，从省能源、省资源、充分发挥材料的性能潜力，获得特殊性能和最大技术经济效益出发，发展和应用表面强化工艺技术是提高模具使用性能和寿命的极重要的发展方向，喷丸强化就是其中的一项经济、简便而有效的模具表面处理工艺方法，值得大力推广。喷丸强化是借助于硬丸粒，高速、连续锤击金属表面，使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分，从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能。喷丸还可改变模具的表面粗糙度，并有效地去除电火花加工而产生的表面变质层。喷丸强化方法简单易行，节约能源，适用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具，如锻模服役时，要经受弯曲和热膨胀，常发生因局部屈服而导致显微裂纹，喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成，从而延迟模具龟裂发生，模具经喷丸强化后使用寿命情况如表1所示。

喷丸强化原理喷丸过程就是大量弹丸喷射到零件表面上的过程，而弹丸喷射到零件表面上有如无数小锤对表面锤击，因此，金属零件表面产生极为强烈的塑性形变，使零件表面产生一定厚度的冷作硬化层，称为表面强化层，此强化层会显著地提高零件在高温和高湿工作下的疲劳强度。零件表面形成的强化层之所以会改善其疲劳性能，其原因是在此层内有着完全不同于基体（即零件心部）的应力状态及组织结构，一般地说零件疲劳强度的提高与表面强化层内以下三个因素有关：（1）表面层的宏观残余应力；（2）表面层的微观应力；（3）表面层的微细嵌镶组织。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失却尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故，所以机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。喷丸可改变了应力分布状态，使零件表面形成一条很宽的压应力分布带，从而可极大地提高疲劳强度和零件的实际承载能力。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化模具表面的手段，模具喷丸的强化机理是弹丸流的撞击形成模具材料塑性变形而导致冷作硬化；第二个因素是弹丸流的撞击改变了表面残余应力状态和分布，使模具材料表层和次表层造成很大的残余压应力，而喷丸产生的残余压应力又是强化机理中的重要因素。喷丸处理后模具的表面硬度增加，距表面愈近，效果愈明显，喷丸造成的模具表面硬度增加是由于表层组织形变强化及残余压应力值增大的综合结果。此外，喷丸还能促使模具表层的组织发生转变，即残余奥氏体诱发转变为马氏体，并且能够细化马氏体的亚结构，进一步提高了模具表面硬度和耐磨性，从而延长模具的使用寿命。

不锈钢常用表面处理方法

不锈钢常用表面处理方法：不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装潢，精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理技术发展程度。 1不锈钢常用表面处理方法 1.1不锈钢品种简介 1.1.1不锈钢主要成分：一般含有鉻(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)等优质金属元素。 1.1.2常见不锈钢：有鉻不锈钢，含Cr≥12%以上；镍鉻不锈钢，含Cr≥18%，含Ni≥12%。 1.1.3从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。 1.2常见不锈钢表面处理方法常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法：①表面本色白化处理；②表面镜面光亮处理；③表面着色处理。 1.2.1表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种： ⑴喷砂(丸)法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。 ⑵化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。 1.2.2不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 1.2.3表面着色处理：不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。不锈钢着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法； ⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法； ⑷高温氧化着色法； ⑸气相裂解着色法。各种方法简单概况如下： ⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”(INCO)使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。 ⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。 ⑶离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带，一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。

模具表面强化处理技术

机电设备维修课程技术论文论文题目：工件表面强化技术系别机电工程系专业年级学生姓名学号日期 2015年 6月

目录摘要.................................................................................................... 一、低温化学热处理 1.离子渗氮 2.氮碳共渗 3.碳氮硼三元共渗二、气相沉积 1.物理气相沉积 2.化学气相沉积 3.物理化学气相沉积三、激光热处理 1.激光淬火 2.激光熔凝硬化 3.激光合金化四、稀土元素表面强化 1.稀土碳共渗 2.稀土碳氮共渗 3.稀土硼共渗 4.稀土硼铝共渗

摘要：模具热处理不当是造成模具失效的重要原因之一，本文研究了目前模具表面强化处理的一些新工艺，分析了低温化学热处理、气相沉积、激光热处理以及稀土元素表面强化等新工艺的模具表面强化特点，为使用表面强化技术提高模具使用寿命提供参考。关键词：模具；表面强化处理；工艺；寿命模具是各工业部门的重要工艺装备，它的使用性能，特别是使用寿命反映了一个国家的工业水平，并直接影响到产品的更新换代和在国际市场上的竞争能力。因此，各国都非常重视模具工业的发展和模具寿命的提高工作。目前，我国模具的寿命还不高，模具消耗量很大，因此，提高我国的模具寿命是一个十分迫切的任务。模具热处理对使用寿命影响很大。我们经常接触到的模具损坏多半是热处理不当而引起。据统计，模具由于热处理不当，而造成模具失效的占总失效率的50%以上，所以国外模具的热处理，愈来愈多地使用真空炉、半真空炉和无氧化保护气氛炉。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体强韧化在于提高基体的强度和韧性，减少断裂和变形，故它的常规热处理必须严格按工艺进行。表面强化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。表面强化处理方法很多，主要有渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、氮碳共渗、渗金属等。采用不同的表面强化处理工艺，可使模具使用寿命提高几倍甚至于几十倍，近几年又出现了一些新的表面强化工艺，本文着重四个方面叙述如下，一、低温化学热处理 1.离子渗氮为了提高模具的抗蚀性、耐磨性、抗热疲劳和防粘附性能，可采用离子渗氮。离子渗氮的突出优点是显著地缩短了渗氮时间，可通过不同气体组份调节控制渗层组织，降低了渗氮层的表面脆性，变形小，渗层硬度分布曲线较平稳，不易产生剥落和热疲劳。可渗的基体材料比气体渗氮广，无毒，不会爆炸，生产安全，但对形状复杂模具，难以获得均匀的加热和均匀的渗层，且渗层较浅，过渡层较陡，温度测定及温度均匀性仍有待于解决。离子渗氮温度以450～520℃为宜，经处理6～9h后，渗氮层深约0.2～0.3mm。温度过低，渗层太薄；温度过高，则表层易出现疏松层，降低抗粘模能力。离子渗氮其渗层厚度以0.2～0.3mm为宜。磨损后的离子渗氮模具，经修复和再次离子渗氮后，可重新投入使用，从而

常见的表面处理有哪些【详解】

常见的表面处理有哪些内容来源网络，由深圳机械展收集整理！表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。下面介绍一些常见的表面处理方法：一．抛光抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米/秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.63～0.01微米;当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程)，中抛(精加工过程)和精抛(上光过程)，选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果，同时提高抛光效率。

二．喷砂利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。三. 拉丝是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为：直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。表面拉丝处理是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。由于表面拉丝处理能够体现金属材料的质感，所以得到了越来越多用户的喜爱和越来越广泛的应用。四．阳极氧化一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。

常用表面处理

Synro常用表面处理方法表面处理即是通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。外观：颜色、文字、图案、LOGO、光泽度等质感：手感、粗糙度、品质等功能：硬化、抗指纹、抗划伤公司产品常用表面处理方法：喷粉、烤漆、电镀、喷油、电泳、丝印、阳极氧化等一般在做表面处理前对工件会进行前处理，如水洗、酸化、磷化、除油、磨砂等喷粉：喷塑、粉末涂装，一般使用静电喷涂。喷粉的原料粉分为高光、平光、亚光、砂纹、桔纹等钣金产品使用最多的表面处理方法，工件经过前处理——喷粉——固化——冷却流程喷粉工艺的特点：涂装工艺简单，可自动化生产环保，原料利用率高涂膜遮蔽产品表面缺陷能力强，耐用颜色丰富，高光、哑光均可换色困难。更换颜色要将整个喷涂系统全部进行清洗，周期较长。不耐热产品不适用，如塑料等，一般固化在烤箱中温度在160度以上。烤漆：工件前处理后打底漆3遍，面漆4遍，每上一次漆都要进入无尘烤房烘干前处理——烘干——底漆——烘干——面漆——烘干——冷却烤漆工艺的特点：漆膜均匀，色彩饱满表面平整光滑无气泡颗粒桔皮耐磨性好，易清洁。处理周期长，成本较高。不耐热产品不适用，如塑料等，一般烤漆低温固化温度在140度以上，高温固化温度在200度以上。电镀：一般铝合金件使用电镀较多，利用电解使工件表面形成一层金属膜，提高耐腐蚀性、耐磨性、导电性、反光性等。前处理——电镀——后处理（脱水、钝化等）电镀工艺的特点：

镀层光泽度高，金属质感强色彩丰富，可以局部着色改善导电，增强信号传输电解基材是金属，成本较高，对环境污染较大喷油：喷漆。一般使用喷枪将油漆喷涂在产品表面，对人工要求比较高。工件经过前处理后，抹上腻子或者喷底漆，喷上面漆后自然风干前处理——烘干——抹腻子（底漆）——面漆——冷却喷漆工艺的特点：颜色丰富，选择范围大作业方便漆膜不耐磨，表面会有纹路环保性差，影响健康周期长，自然冷却时间较长电泳：利用电解使工件表面形成一层漆膜，增强表面性能和防腐蚀性。前处理——电泳——烘干电泳工艺的特点：颜色丰富，应用广金属光泽明亮但无质感，耐磨对工件的结构要求低，复杂结构均可掩盖缺陷能力一般，前处理要求较高阳极氧化：一般铝合金产品通过电化学反应在表面形成一层氧化膜，绝缘性，耐磨性等前处理——阳极氧化——中和——染色——封孔——烘干阳极氧化工艺的特点：颜色丰富，除了白色之外的任何颜色防腐蚀耐磨耐指纹易清洁健康环保，无镍等满足国外要求对涂料吸收性差，成本较高拉丝：通过研磨产品在工件表面形成线纹，体现金属的质感抛光：利用机械、化学、电化学作用，是工件获得光滑表面或镜面的效果。一般用于不锈钢丝印：利用网胶封住多余的网纱区域，留出需要的图像或文字，通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物上，形成图象或文字丝印文件输出（CDR、cad）——菲林——网版——印刷——自然风干

模具材料及表面强化技术期末复习题(经典)

模具材料及热处理复习思考题 1、名词解释题： 1）基体钢：通过降低高速钢中碳含量与合金元素优化，减少钢中过剩碳化物，从而改善高速钢塑性和韧性而研制出的一种超高强度钢 2）预硬型塑料模具钢：指供货时已预先进行了热处理，并达到模具使用状态硬度，在此硬度条件下将模具成型加工，不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具制造精度。 3）时效硬化型塑料模具钢：指一类低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蚀塑料模具用钢。这类钢经固溶处理+失效处理后，具有高的强度、硬度，高的抗腐蚀性和高的加工精度 4）热稳定性：模具材料在高温的条件下工作时，保持其硬度，组织稳定性及抗软化能力。 5）淬透性：是指模具钢材淬火是获得马氏体的能力。 6）热疲劳:热做模具的工作条件是反复受热，受冷，在反复热应力的作用下，模具表面会形成网状裂纹，这种现象称为热疲劳。 7）降碳高速钢：为了提高韧性而研制出的一种降碳降矾的低碳高速钢类型的冷作模具钢 2.a失效的定义？产品丧失规定的功能（包括规定功能的完全丧失，规定功能的降低）称为失效。 b.何谓失效分析？是指分析失效原因，研究和采取补救措施和预防措施的技术与管理活动，在反馈于生产，因而是质量管理的一个重要环节。 c.失效分析的目的是什么？寻找材料及其构件失效的原因，从而避免和防止类似事故的发生，并提出预防或延迟的措施 3、模具材料的力学性能主要有几项要求？淬火温度高低对模具材料热处理质量有什么影响基本要求: 1.具有高硬度和强度，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合; 2.具有高耐磨性，以保证模具在长期工作中，其形状和尺寸公差在一定范围内变化，不因过分磨损而失效; 3.具有足够的韧性，以防止模具在冲击负荷下产生脆性断裂; 4.热处理变形小，以保证模具在热处理时不因过大变形而报废; 5.有较高的热硬性，以保证模具在高速冲压或重负荷冲压工序中不因温度升高而软化

常用塑胶模具的表面处理方法

目前常用的塑胶模具表面处理方法有氮化、电镀、晒纹及喷砂。其中氮化与电镀是一种提高模具寿命的方法，而晒纹与喷砂则是一种模具表面的装饰方法。一、氮化氮化分为渗氮和氮碳共渗。此种工艺的最大优点是热处理温度低（一般是500—600℃）,热处理后变形小,生成氮化物层很硬，使模具的耐磨性及抗咬合性提高。模具的耐蚀性耐热性及抗疲劳强度有很大改善。 1．渗氮：渗氮的方法分为气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮、离子渗氮等。我们目前比较常用的是气体渗氮，是将氨气（NH3）通入约550℃的炉中，靠氨气分解所得的氮渗入钢中。氮化时间较长，一般浅层每小时大约在0.015-0.02mm左右，深层渗氮速度每小时约0.005-0.015mm。而在高合金钢中，由于合金元素含量较多，氮的扩散速度低，渗氮速度会较上述数据低。气体渗氮的时间（工件小于300X300X50mm）一般为8-9 小时，渗层深度为0.1-0.2mm之间，渗氮后的表面硬度为 HV850—1200之间（HRC65-72），且表面颜色泛亮。 2．氮碳共渗：即就是我们所说的软氮化，也称之为液氮。氮碳共渗温度比渗氮温度稍高，对渗层硬度不会造成很大的影响。也不会增加渗层脆性，但可增加扩散速度。氮碳共渗一般采用570℃左右为好，低碳钢可以在600℃以上进行氮碳共渗，以获得较厚的化合物层。氮碳共渗的最初3小时内渗层深度增加最快，超过6小时后，渗层深度增加不很明显，因而氮碳共渗的时间一般不超过6小时。氮化层的深度一般为

0.05-0.100mm，表面硬度为HV1000（RC68以上）表面颜色呈深灰色。

3．氮化对材料的一些要求：（1）在氮化温度下，只要不发生退火的材料均可进行氮化。（2）含铬量比较高的金属（如420、S136、2083、M300）等均不可进行气氮（因含铬过高气体难以打入到钢材里面）。 4．氮化以后的一些现象（1）工件氮化后表面会出现一些“肿胀”现象，这是在工件表面上形成一层很薄（0.02—0.03mm）的白亮层，且比较软，此层必须打磨掉以后工件才能恢复到它原来的尺寸，取掉此层后的硬度也是最硬的。（2）对于一些薄壁，尖角及螺纹的地方在氮化时应加以适当的保护，以防止开裂。 5．氮化与烧焊的关系（1）工件在加工过程中，如果曾经烧过焊，在送氮化时一定要告诉热处理厂，以方便其进行局部回火处理，否则氮化后工件硬度不均，且容易开裂或崩掉。（2）当工件在氮化完以后由于使用不当而崩边或其它原因需要烧焊时，如果大面积，则必须送回热处理厂进行退氮处理（加热到800℃以上）,再烧焊,加工完后再氮化（注意：可能会造成整个工件的硬度改变）。如属局部烧焊，则有两种方法，一是将氮化层打磨掉烧焊，另一种是局部加热烧红等退氮后再烧焊。二、电镀

常见的五种表面处理工艺

现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银和浸锡这五种工艺，下面将逐一介绍。 1. 热风整平热风整平又名热风焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整（吹）平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。保护铜面的焊料厚度大约有1-2mil。 PCB进行热风整平时要浸在熔融的焊料中；风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料；风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。热风整平分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。热风整平工艺的一般流程为：微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。 2. 有机涂覆有机涂覆工艺不同于其他表面处理工艺，它是在铜和空气间充当阻隔层；有机涂覆工艺简单、成本低廉，这使得它能够在业界广泛使用。早期的有机涂覆的分子是起防锈作用的咪唑和苯并三唑，最新的分子主要是苯并咪唑，它是化学键合氮功能团到PCB上的铜。在后续的焊接过程中，如果铜面上只有一层的有机涂覆层是不行的，必须有很多层。这就是为什么化学槽中通常需要添加铜液。在涂覆第一层之后，涂覆层吸附铜；接着第二层的有机涂覆分子与铜结合，直至二十甚至上百次的有机涂覆分子集结在铜面，这样可以保证进行多次回流焊。试验表明：最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。有机涂覆工艺的一般流程为：脱脂→微蚀→酸洗→纯水清洗→有机涂覆→清洗，过程控制相对其他表面处理工艺较为容易。 3. 化学镀镍/浸金化学镀镍/浸金工艺不像有机涂覆那样简单，化学镀镍/浸金好像给PCB穿上厚厚的盔甲；另外化学镀镍/浸金工艺也不像有机涂覆作为防锈阻隔层，它能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。因此，化学镀镍/浸金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去。化学镀镍/浸金的另一个好处是镍的强度，仅仅5微米厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。此外化学镀镍/浸金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。化学镀镍/浸金工艺的一般流程为：酸性清洁→微蚀→预浸→活化→化学镀镍→化学浸金，主要有6个化学槽，涉及到近100种化学品，因此过程控制比较困难。 4. 浸银

模具材料及表面强化论文。陈

冲压模用钢的最新研究现状首先冲压模具材料制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。其中新材料冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2（相当于我国Cr12MoV）性能基础上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13，等。热处理、表处理新工艺为了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性，必须采用热、表处理新技术，尤其是表面处理新技术。除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果很好。其中，化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及盐浴渗金属（TD）的方法是几种发展较快，应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗，有着十分重要的意义。模具钢钢种的发展冷作模具钢：冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如：冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广，从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。热作模具钢：热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如：热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有：中高含碳量的添加CR、W、MO、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢，有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。塑料模具用钢：由于塑料的品种很多，对塑料制品的要求差别也很大，对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性能要求。所以，不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜而抛光用塑料模具钢等在冷作模具钢中，所发展的材料有： (1) 高韧性、高耐磨性模具钢这些钢C、C含量低于传统的Crl2型模具钢，增加了Mo、V 合金数量，其耐磨性优于Crl2MolVl钢，韧性和抗回火软化能力则高于Crl2，如美国钒合金钢公司早期发表的VascoDie(8Cr8M02V2Si)、日本大同特殊钢公司的 DC53(CrSM02VSi)，我国自行开发的则有7CrTM02V2Si(LD钢)、9CrW3M02V2(GM 钢)等，分别用于冷挤压模具，冷冲模具及高强度螺栓的滚丝模具。 (2)低合金空淬微变形钢这类钢的特点是合金含量低(≤5%)，淬透性、淬硬性好，Φ100mm 的工件可以空冷淬透、淬火变形小、工艺性好，主要用于制造精密复杂模具。如美国ASTM 标准钢号A4(Mn2CrM-o)、A6(7Mn2CrMo)、日本大同特殊钢公司的G04。我国自行研制的

模具材料及表面处理课后习题部分答案

1、模具及模具材料一般可以分哪几类答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力为什么答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。 3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等； 4、磨损类型主要有哪些答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损； 5、模具失效有哪几种形式模具失效分析的意义是什么答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。第二章冷作模具材料 6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。 7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用：适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模等。低变形冷作模具钢：（1）CrWMn 性能：具有较高的淬透性，由于加入%～%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。 (2)9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、

模具表面强化处理技术

机电设备维修课程技术论文论文题目：工件表面强化技术系别机电工程系专业年级学生姓名学号日期2015年6月

目录摘要.................................................................................................... 低温化学热处理 1.离子渗氮 2.氮碳共渗 3.碳氮硼三元共渗二、气相沉积 1.物理气相沉积 2.化学气相沉积 3.物理化学气相沉积三、激光热处理 1.激光淬火 2.激光熔凝硬化 3.激光合金化四、稀土元素表面强化 1.稀土碳共渗 2.稀土碳氮共渗 3.稀土硼共渗 4.稀土硼铝共渗

常见的表面处理有哪些【详解】

模具表面强化技术的介绍

模具表面强化技术的介绍一、扩散法金属碳化物覆层技术介绍 1 、技术简介扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度，HV 可达1600~3000 （由碳化物种类决定），此外，该碳化物履层与基体冶金结合，不影响工件表面光洁度，具有极高的耐磨、抗咬合（粘结）、耐蚀等性能，可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。 2、与相关技术的比较通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法，是大幅度提高其耐磨、抗咬合（抗粘结）、耐蚀等性能，从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前，工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积（PVD）,化学气相沉积（CVD）,物理化学气相沉积（PCVD）,扩散法金属碳化物履层技术，其中，PVD 法具有沉积温度低，工件变形小的优点，但由于膜层与基体的结合力较差，工艺绕镀性不好，往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD 法具有膜基结合力好，工艺绕镀性好等突出优点，但对于大量的钢铁材料而言，其后续基体硬化处理比较麻烦，稍有不慎，膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD法沉积温度低，膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进，但与扩散法相比，膜基结合力仍有较大差距，此外由于PCVD 法仍为等离子体成膜，虽然绕镀性较PVD 法有所改善，但无法消除。由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力，因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势，此外，该技术不存在绕镀性问题，后续基体硬化处理方便，并可多次重复处理，使该技术的适用性更为广泛。 3、技术优势扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查，许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术，这些模具在进行国产化时，由于缺乏相应的成熟技术，往往使模具寿命低，有些甚至无法国产化。该技术国内七十年代就有人研究过，但由于各方面条件的限制，工艺及设备往往难以经过批量和长期生产的考验，使该技术中的一些实际存在的问

金属件常用表面处理方法

金属件常用表面处理方法自行车常用的表面处理方式分类 1.涂装，包含电泳涂装、静电涂装、手工涂装、静电粉末涂装及流化床粉末涂装等； 2.电镀，常用的有普通镀锌（台资企业叫UCP，有蓝锌与白锌）、彩色镀锌、镀铬（又叫CP，有亮面与雾面之分）； 3. 化学镀，主要用于塑料件，先在工件表面化学镀一层铜或镍，然后再进行后续的电镀，最后一层大多为镀铬； 4. 阳极氧化、电解着色或染色，主要是针对有色金属之铝合金，以及现在新兴起的镁合金，处理后表面形成一层致密的氧化膜，可以是金属本色，也可以染成不同的颜色，由于具有坚硬耐磨，耐腐蚀性优良的特点，一般外边不在涂装油漆或粉末； 5. 抛光、磨花、拉丝，也是针对铝合金的一种处理方式，通过机械（手工或震动抛光）或化学的（三酸或两酸化学抛光或电化学抛光）处理方式，使得铝合金表面微观变得平整，达到不同级别的平滑光亮效果，然后喷透明漆，或继续在抛光的工件表面磨花或拉丝等处理后改变外观效果再进行涂装； 6. 防锈磷化与发黑处理，不具有装饰性，目的就是为了提高工件的防锈性能，主要用在花鼓、轴承的处理； 7. 达克罗处理，又叫达克锈处理或锌铬膜，即片状锌基铬盐防护涂层，是国际上金属表面处理的一种高新技术，一种防锈性能很好的涂装方式，达克罗不用电沉积方法而将工件直接浸入达克罗处理液中，或用刷涂、静电喷涂法使处理液粘附于工件表面，然后经烧结而成的含锌、铝及铬元素的无机转化膜。主要用在小零件的防锈处理上，如螺丝螺帽等，也可应用在链条、支撑、泥除脚、车首竖杆、货架、停车架 ED电著处理意思金属表面电着色一般来说,电镀的成膜物质是金属,电泳的成膜物质是树脂. 非金属(如塑料)可以电泳,但要求先电镀,再电泳,因为塑料的耐温较低,对电泳漆的选择就要多注意了 BED电泳, -----电泳的成膜物质是树脂

模具材料及表面处理课后习题部分答案

1、模具及模具材料一般可以分哪几类？答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些？这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力？为什么？答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ0.2；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。 3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些？答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等； 4、磨损类型主要有哪些？答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损； 5、模具失效有哪几种形式？模具失效分析的意义是什么？答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。第二章冷作模具材料 6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能？答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。 7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用：适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模等。低变形冷作模具钢：（1）CrWMn 性能：具有较高的淬透性，由于加入1.20%～1.60%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。 (2)9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、

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