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许炳鑫 编

图书标签:

• 模具材料
• 热处理
• 金属材料
• 模具制造
• 机械工程
• 材料科学
• 表面处理
• 淬火
• 回火
• 模具设计

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111136590

版次：1

商品编码：10349076

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 中等职业技术教育规划教材

开本：16开

出版时间：2006-02-01

页数：122

字数：108000

内容简介

《模具材料与热处理》为适应中等职业学校机电类专业教学改革需要而编写的，是“模具制造与维修”专业的技术理论课教材。本书的主要内容包括金属材料的性能、金属模具材料、钢的热处理基础、模具钢的选材及热处理工艺等及其相应实例。
本教材可供技工学校、中等职业技术学校使用。

目录

前言
绪论
第一章 金属材料的性能
第一节 金属材料的物理性能和化学性能
第二节 金属材料的力学性能
第三节 金属的工艺性能
第二章 金属模具材料
第一节 模具材料的分类及性能
第二节 冷作模具钢
第三节 热作模具钢
第四节 塑料模具钢
第三章 钢的热处理基础
第一节 钢在加热时的组织转变
第二节 钢在冷却时的组织转变
第三节 钢的热处理工艺
第四章 模具钢的热处理
第一节 冷作模具钢的热处理
第二节 热作模具钢的热处理
第三节 塑料模具钢的热处理
第五章 模具的选材及热处理工艺
第一节 冷作模具的选材及热处理工艺
第二节 热作模具的选材及热处理工艺
第三节 塑料模具的选材及热处理工艺
附录
附录A 压痕直径与布氏硬度对照表
附录B 黑色金属硬度及搞拉强度换算表
附录C 常用钢的临界点
参考文献

精彩书摘

　　第五章 模具的选材及热处理工艺
　　第一节 冷作模具的选材及热处理工艺
　　一、冷作模具的选材
　　1.冷作模具的选材原则影响模具使用寿命的长短及模具成本的多少，取决于模具材料的选择。在选择冷作模具材料时，应满足模具的使用性能，同时兼顾材料的工艺性和经济性。根据使用条件，结合工作条件，对模具的结构、材质、尺寸、批量、使用寿命、成本做出最佳的选择。
　　2.冷作模具的选材
　　（1）冷冲裁模材料的选材原则和方法①首先考虑模具的寿命长短。②冲压件的形状、尺寸、厚度、尺寸公差和毛刺等各种因素对模具寿命影响应给予适当考虑。③冲压件的材质如：铝、铜、镁合金、低合金钢等材质的不同，冲压的难易程度也不同。④冲压件的产量如果不大，就没有必要选用高性能的模具材料。⑤还应考虑材料价格以及模具材料费占模具总费用的份额。
　　各种冷冲裁模材料的选用方法：
　　1）薄板冲裁模：形状简单、尺寸小、批量小，选用TlOA;形状较复杂、批量小，选用9Mn2V、CrWMn、8Cr2S1、Cr5MolV;形状复杂、批量大，选用Cr12、Cr12MoV、D2、W6M05、Cr4V2；冲制强度高、变形抗力大的板材，选用Cr12、D2、Cr4W2MoV、GD、GM、ER5。
　　2）厚板冲裁模：批量较小，选用T8A、W6M05Cr4V2、012A1、6W6M05Cr4V、Cr12MoV、D2、CG-2、LD、GM、ER5.
　　3）剪切刀：剪薄板的厚剪刀选用TlOA、T12A、9SiCr、CrWMn、SCrW2S1。
　　（2）冷挤压模材料的选用冷挤压模包括正挤压、反挤压、复合挤压三种。由于所挤压的材料不同，变形抗力相差较大，故对模具材料的要求也不同。T10A、CrMn、60S12Mn、Cr12型钢、W18Cr4V、6WM05Cr4V12钢及新型冷作模具钢均可作为冷挤压材料。目前，最常用的是60S12Mn、Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V钢及低碳高速钢6W6M05Cr4V，基体钢LD、65Nb、012A1、LM1、LM2、GD，马氏体时效钢和硬质合金。
　　（3）拉深模材料的选用拉深模主要用于板材的冷拉深成形。在拉深时，冲击力很小，要求模具材料具有高的强度和耐磨性，在工作时不发生粘附和划伤，具有一定韧性和较好的切削加工性能，并要求热处理变形小。通常要求拉深凸模热处理后硬度为58～62HRC，凹模硬度为62～64HRC。
　　拉深模材料的选用方法：对于小批量生产，可选用表面淬火钢或铸铁；对于轻载拉深模，宜选用T10A、9Mn2V、CrWMn、GD、65Nb等钢；对于重载拉深模，可选用Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr5Mo1V、GM、ER5等钢。
　　（4）冷镦模材料的选用冷镦模具有生产效率高、节能、节材，使零件的强度、精度提高，、比较适用大批量自动化生产的特点，用于紧固件、滚动轴承、滚子链条及汽车零件的加工。
　　冷镦模具材料的选用方法：
　　1）一般载荷冷镦模用钢：主要用于不复杂、变形量不太大、冷镦速度也不很高的冷镦件生产，所生产的冷镦件为低碳钢或中、低碳钢零件。对这类零件用模具，冷镦凸模可采用T10A、60Si2Mn、9SiCr、GCr15等钢制造，凹模可采用T10A、Cr12MoV、GCr15等钢种制造。
　　2）重载冷镦模用钢：用于生产变形量较大、形状较复杂的冷镦件要求用强度较高的合金钢或中、高碳钢制造。对这类冷镦件用模具通常采用Cr12型冷镦模用钢，高速钢及新开发研制的冷镦模用钢，如012A1、65Nb、LD、RM2、LM1、LM2、GM等。
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前言/序言

《塑胶模具的精密制造与优化工艺》 一、 概述 《塑胶模具的精密制造与优化工艺》是一部深入探讨现代塑胶模具设计、制造、加工及优化应用的全方位技术专著。本书旨在为模具工程师、设计人员、制造技术人员以及相关科研人员提供一套系统、前沿且实用的知识体系，助力其掌握塑胶模具领域的核心技术，应对日益严峻的市场竞争与技术挑战。本书内容涵盖了从模具材料的选择与性能评估，到先进的制造工艺与加工技术，再到模具的性能优化与失效分析，最终落脚于模具在实际生产中的应用与发展趋势。全书结构严谨，逻辑清晰，理论与实践相结合，力求为读者打造一个全面、深入的学习平台。 二、 核心内容详述 第一章 塑胶模具设计基础与先进理念 本章将深入剖析塑胶模具设计的基本原理，包括产品结构分析、成型工艺选择、分型面设计、浇注系统设计、冷却系统设计、排气系统设计、顶出系统设计等关键环节。同时，将引入当前最前沿的模具设计理念，如“面向制造的设计”（DFM）原则，强调在设计初期就充分考虑可制造性、可装配性和可维护性，从而降低生产成本，提高生产效率。本章还将介绍参数化设计、模板化设计等现代设计方法，以及基于仿真分析的设计优化策略，使读者能够设计出更合理、更高效的模具。 1.1 产品结构分析与成型工艺选择： 产品壁厚分析、圆角设计、拔模斜度分析。 不同成型工艺（注塑、吹塑、压塑等）的适用性分析。 产品材料与模具成型工艺的匹配性研究。 1.2 关键模具结构设计： 分型面设计： 复杂分型面处理、密封性保证、易于加工性。 浇注系统设计： 流道类型选择（冷流道、热流道）、浇口形式与位置优化、平衡性分析。 冷却系统设计： 均匀冷却的重要性、冷却水道布局、热量传递模拟与优化、模温控制技术。 排气系统设计： 气穴与气纹的产生机理、排气槽设计、真空排气技术。 顶出系统设计： 顶针、推板、斜顶等形式选择、受力分析、防止产品变形。 1.3 面向制造的设计（DFM）在模具设计中的应用： 设计评审流程与关键检查点。 如何通过设计避免加工难点。 标准化零件的应用与设计。 1.4 先进设计方法与工具： 三维CAD/CAE/CAM软件在模具设计中的应用（如CATIA, Siemens NX, SolidWorks等）。 参数化设计与模板化设计。 知识工程在模具设计中的应用。 第二章 塑胶模具钢材的选用与性能分析 本章将重点阐述塑胶模具钢材的种类、性能特点、适用范围以及如何根据模具的成型对象、生产批量、使用环境等因素进行科学合理的选用。内容将涵盖常用模具钢的化学成分、热处理工艺、力学性能（硬度、强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等）以及表面处理技术。此外，还将探讨新型模具钢的发展趋势及其在高性能模具中的应用。 2.1 常用塑胶模具钢分类与性能： 预硬化钢（如P20, 718H等）：特点、应用场合、热处理工艺。 淬火回火钢（如H13, S136等）：高硬度、高耐磨性、耐热性，适用于高要求模具。 渗碳钢（如20CrMnTi）：表面硬度高，心部韧性好。 不锈钢（如420, 440C）：优良的耐腐蚀性，适用于特殊应用。 铝合金模具钢：导热性好，加工性优，适用于中小批量生产。 铜合金模具钢：导热性极佳，适用于需要快速冷却或易于脱模的场合。 2.2 模具钢的性能评估方法： 硬度测试、抗拉强度测试、冲击韧性测试、疲劳寿命测试。 显微组织分析与晶粒度评定。 耐磨性与腐蚀性测试。 2.3 模具钢的选用原则与策略： 基于成型产品特性（如尺寸精度、表面光洁度、使用寿命）。 基于生产批量与模具周期。 基于加工工艺与成本考量。 特殊成型工艺对模具钢的要求。 2.4 模具钢的表面处理技术： 氮化处理、镀钛、PVD/CVD涂层等。 表面处理对模具性能的提升作用。 2.5 新型模具钢与发展趋势： 高性能合金钢、纳米材料在模具钢中的应用。 第三章 塑胶模具的精密制造工艺 本章是本书的重点，将详细介绍塑胶模具制造过程中涉及的各种精密加工技术。内容将涵盖传统的机械加工方法（如CNC銑削、磨削）以及先进的电加工技术（如慢走丝电火花、快走丝电火花、激光熔覆等），并深入探讨其原理、工艺参数、应用技巧与质量控制。同时，还将介绍模具零件的精密测量与检测技术。 3.1 数控（CNC）加工技术： 高速铣削与五轴加工在复杂模具零件制造中的应用。 CNC加工的编程、刀具选择与工艺路径优化。 加工精度控制与表面质量保证。 3.2 电火花加工（EDM）技术： 慢走丝电火花加工：高精度、低表面粗糙度，适用于精密型腔。 快走丝电火花加工：加工效率高，适用于大面积、粗加工。 电火花成形加工（Wire EDM）与电火花打孔（Hole EDM）。 电极材料、加工液选择与工艺参数优化。 3.3 激光加工技术： 激光熔覆修复：用于模具表面修复与强化。 激光切割：用于薄板零件的精密加工。 激光增材制造（3D打印）：在模具制造领域的应用，如复杂冷却水道的实现。 3.4 磨削加工与精密抛光： 平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、无心磨削。 精密电解磨削与超精密磨削。 模具型腔与表面的镜面抛光技术。 3.5 模具零件的精密测量与检测： 三坐标测量机（CMM）的应用。 光学测量技术（如激光扫描、影像测量）。 表面粗糙度测量与形貌分析。 第四章 塑胶模具性能的优化与改进 本章将聚焦于如何通过各种技术手段提升塑胶模具的整体性能，包括成型效率、产品质量、使用寿命等。内容将涵盖模具的表面强化技术、冷却系统优化、疲劳寿命分析与预测，以及模具的维护与保养策略。 4.1 模具表面强化技术： 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）涂层。 离子注入与渗氮处理。 表面改性技术在提高模具硬度、耐磨性和抗腐蚀性方面的作用。 4.2 模具冷却系统的优化与高效化： 模拟仿真在冷却系统设计中的应用。 局部冷却技术（如点冷却、真空冷却）。 新型冷却介质与冷却方式的探讨。 热流道系统的应用与优化。 4.3 模具疲劳寿命分析与预测： 有限元分析（FEA）在模具应力分析中的应用。 疲劳损伤机理与寿命预测模型。 通过设计与材料选择提高模具疲劳寿命。 4.4 模具的维护、保养与失效分析： 模具日常维护规程与润滑。 常见模具失效模式（如磨损、腐蚀、开裂、变形）的分析。 失效原因追溯与预防措施。 模具修补技术与再制造。 第五章 塑胶模具的仿真分析与智能制造 本章将深入探讨仿真技术在模具设计与制造过程中的关键作用，包括成型过程模拟、应力分析、流体分析等，以及其如何指导模具的优化设计。同时，将介绍智能制造理念在模具行业的应用，如数字化、自动化、信息化技术，展望模具制造的未来发展方向。 5.1 塑胶成型过程仿真分析： 填充模拟：流动前沿、压力分布、包紧力分析。 保压模拟：收缩率、翘曲变形分析。 冷却模拟：模具温度分布、冷却时间预测。 应力与翘曲分析：产品应力、残余应力、尺寸精度预测。 常用仿真软件（如Moldflow, Moldex3D）的应用。 5.2 结构力学与流体动力学仿真在模具设计中的应用： 模架强度分析、顶出受力分析。 冷却水道流体动力学仿真。 5.3 智能制造技术在模具行业的应用： 数字化工厂与工业物联网。 自动化生产线与机器人应用。 大数据分析与人工智能在模具质量控制与故障预测中的应用。 数字孪生技术在模具生命周期管理中的潜力。 5.4 模具制造的未来发展趋势： 绿色制造与可持续发展。 模块化、系列化模具的发展。 定制化与个性化模具的生产。 先进制造技术与信息技术的深度融合。 六、 结论与展望 本书系统梳理了塑胶模具领域的关键技术与前沿进展，从设计理念、材料选择、精密制造到性能优化与智能应用，为读者提供了一个全面的知识框架。在快速发展的科技浪潮中，塑胶模具技术正朝着更精密、更高效、更智能的方向迈进。本书的出版，期望能为相关从业人员提供有价值的参考，激发创新思维，共同推动塑胶模具产业迈向新的高度，以满足日益多样化和高标准的市场需求。 目标读者： 塑胶模具工程师、设计师 精密制造技术人员 产品开发工程师 质量控制工程师 高校相关专业师生 对塑胶模具技术感兴趣的行业从业者 本书特色： 内容全面，覆盖塑胶模具设计、制造、优化的全流程。 理论与实践相结合，案例丰富，易于理解。 紧跟行业前沿，介绍最新技术与发展趋势。 结构清晰，逻辑严谨，适合系统学习。 专业性强，为从业人员提供深度技术指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《模具材料与热处理》让我产生了对模具材料科学基础的浓厚兴趣。我原本期望这本书能深入探讨各种合金元素的添加如何影响模具钢的硬度、韧性、耐磨性以及抗热疲劳性能，并对不同牌号的模具钢进行细致的性能谱系划分。例如，对于常用于注塑模具的P20钢，或者用于高速冲压的DC53钢，我希望能看到它们在微观结构层面上的具体表现，以及这些微观特征如何转化为宏观的性能优势。然而，这本书的重点似乎完全放在了热处理工艺对材料性能的“塑造”上。书中对各种热处理方法的原理、工艺参数的设定，以及如何通过精确控制热处理过程来优化模具材料的最终性能，进行了非常详尽的阐述。对于像渗碳、氮化、渗碳氮化这类表面强化技术，书中的论述更是细致入微，甚至包括了不同气氛的组成和对渗层组织的影响。虽然这些内容极具技术价值，但对于我这种更希望理解材料“天生”属性的读者来说，这本书的内容方向稍显偏差。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名让我以为会深入探讨各种模具钢材的特性，例如碳含量、合金元素对材料硬度、强度、韧性的影响，以及在注塑、冲压、压铸等不同工艺下，哪种材料更具优势。我期待着能看到一些详细的材料性能表格，或者基于实际应用案例的材料选择指南，甚至是一些关于新材料、新工艺在模具制造领域应用的讨论。然而，我发现书中更多的是关于热处理过程中的物理化学变化，例如奥氏体化、淬火、回火的温度、时间、介质选择对最终组织和性能的影响。作者对不同热处理方法的原理，如真空热处理、气氛保护热处理、感应加热淬火等，进行了非常细致的讲解，甚至对回火脆性、应力消除等现象的机理也有深入的剖析。虽然这些内容对于理解模具材料的最终性能至关重要，但对于我这种更侧重于从材料本质上理解其性能的文章的读者来说，这本书的内容有些过于偏重工艺执行层面了，缺乏对材料本身更基础的、更宏观的介绍。

评分☆☆☆☆☆

拿到《模具材料与热处理》这本书，我首先想到的是它应该会有一大部分内容是关于模具钢材的种类、牌号、化学成分、物理性能和机械性能的对比分析。我希望能够找到关于不同模具钢材在耐腐蚀性、热稳定性、导热性以及长期使用后的疲劳寿命等方面的详细数据和解读。我期待能看到书中对各种模具材料的优缺点进行直观的比较，甚至是通过图表或者案例分析来展示在特定应用场景下，哪种材料能够提供最佳的性价比和最长的使用寿命。然而，这本书大部分篇幅聚焦于热处理过程的细节，比如各种淬火介质的冷却能力评估，以及不同回火方式对材料内部残余应力和组织结构的影响。作者对相图的解读、对晶粒长大机制的阐述，以及对各种热处理缺陷（如氧化、脱碳、淬火裂纹）的成因和预防措施都进行了细致的描述。虽然这些对于优化热处理工艺非常有价值，但对于我这种希望从材料源头上了解其潜力的读者来说，这本书的内容深度和侧重点似乎有些偏离。

评分☆☆☆☆☆

我的初衷是希望通过《模具材料与热处理》这本书，能够深入了解各种模具材料的分类、特性以及在不同行业应用中的具体表现。我期待看到书中对不同模具钢材，如高碳高铬钢、中碳合金钢、以及一些特殊用途钢材的详细介绍，包括它们的耐磨性、硬度、韧性、抗冲击性等关键指标，并且能够有针对性地指导如何在注塑、冲压、锻造等不同模具制造场景下进行科学的材料选择。我非常希望能够找到一些关于如何评估模具材料疲劳寿命，以及如何通过材料设计来提高模具耐用性的相关内容。然而，这本书大部分篇幅被用于深入剖析热处理过程中的各种细节，例如淬火冷却速度对马氏体相变的影响，不同回火温度和时间对碳化物析出的控制，以及如何通过预先的应力消除处理来减少变形。书中对各种热处理设备的原理和应用也有所涉及，甚至包括了一些关于检测热处理效果的手段。这些内容虽然技术性极强，但对于我这种更侧重于材料本身内在属性和应用选择的读者来说，这本书的内容指向性似乎与我的期望有些出入。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫《模具材料与热处理》，但当我翻开它的时候，我发现它更像是一本关于精密机械加工工艺的百科全书，里面充斥着各种关于刀具选择、切削参数设定、表面处理技术的详细论述。作者对不同合金钢的切削性能有着极为深入的理解，甚至连最细微的表面粗糙度对刀具寿命的影响都进行了详尽的分析。我本来想找一些关于模具钢材性能对比和选择建议的内容，比如不同牌号钢材在耐磨性、韧性、抗疲劳性等方面的差异，以及在不同应用场景下的推荐。然而，书中关于金属切削液的成分分析、冷却方式的优化、甚至切削过程中的微观形变机理都占了很大的篇幅。读到后面，我甚至觉得这本书更像是为那些需要进行高精度模具加工的车间技术人员准备的，他们需要掌握如何在不同材料上实现最佳的加工效果，而不是我这种主要关注模具设计和材料选型的读者。虽然加工工艺非常重要，但如果这本书能提供更多关于模具材料基础知识，比如各种材料的显微组织、相变过程、以及这些微观结构如何影响宏观性能的介绍，那就更符合我的预期了。

评分☆☆☆☆☆

此书用最简单的词语阐述了各种模具材料的性能和热处理的效果，对于非模具设计专业的人士提供一些帮助。

评分☆☆☆☆☆

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一分钱一分货，书道是正规书籍，就是内容简单，点到为止。

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好书

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此书用最简单的词语阐述了各种模具材料的性能和热处理的效果，对于非模具设计专业的人士提供一些帮助。

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