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模具篇——锻造模具材料、制造与失效分析第一章　模具与锻件生产2

1.1　锻模及其在锻件生产中的作用2

1.2　锻造模具分类2

1.3　锻造模具的工作环境3

1.4　锻造模具的失效4

1.5　模具对锻件经济性的影响5

1.5.1 模具材料对锻件经济性的影响5

1.5.2 模具制造工艺对锻件经济性的影响6

1.5.3　模具的热表处理工艺对锻件经济性的影响6

1.5.4 模具使用和维护对锻件经济性的影响7

1.5.5　锻造设备对模具寿命和锻件经济性的影响7

1.6　提高模具经济性的措施8

1.6.1 提高模具寿命又降低模具成本的措施8

1.6.2 提高模具寿命又基本不提高锻模成本的措施8

1.6.3 大幅度提高模具寿命而只少许增加模具成本的措施9

1.6.4　模具寿命与模具成本同步提高的措施9

1.7　模具技术现状及发展9

1.7.1　模具材料的现状及其发展9

1.7.2　模具制造技术现状及发展14

参考文献18

第二章　锻造模具材料20

2.1　概述20

2.1.1　锻造模具的工作环境及其对材料的要求20

2.1.2　锻造模具材料的分类22

2.2　锻造模具材料的化学成分及合金化23

2.2.1 常用锻造模具钢的化学成分23

2.2.2　模具材料的合金化26

2.3　常用热作模具钢及其特性27

2.3.1　概述27

2.3.2 常用模具钢的力学性能28

2.3.3 典型热作模具钢性能对比29

2.4　常用冷作模具钢及其特性36

2.4.1　概述36

2.4.2 常用冷作模具钢的使用特性37

2.5　等温锻造模具材料41

2.5.1 等温锻造对模具材料的要求41

2.5.2 等温锻造用模具材料的性能41

2.5.3 等温锻造用模具材料的应用概况44

2.6　模具材料的选用46

2.6.1 模具材料的选用原则46

2.6.2　模具材料选用导引48

参考文献58

第三章　锻造模具的制造技术59

3.1　锻造模具的数控加工技术59

3.1.1 数控加工技术概述59

3.1.2　数控机床基础66

3.1.3 数控加工刀具系统69

3.1.4 数控加工工艺72

3.1.5 计算机辅助设计与辅助制造基础75

3.1.6　锻模数控加工应遵循的原则76

3.1.7　锻造模具数控加工实例77

3.2　锻造模具的电火花加工技术80

3.2.1　概述81

3.2.2 电火花成形加工技术85

3.2.3 电火花线切割加工技术109

3.2.4 电火花加工表面缺陷及其控制125

3.3　锻造模具的热处理130

3.3.1　概述130

3.3.2　热作模具热处理工艺131

3.3.3 冷作模具热处理工艺137

3.3.4 模具热处理常见缺陷及其控制142

3.3.5　模具的新型热处理技术简介146

3.3.6 提高模具寿命的热处理工艺实例149

3.4　锻造模具的表面强化与改性技术151

3.4.1　概述151

3.4.2 模具的使用性能需求与存在问题153

3.4.3 模具的表面强化与改性技术154

3.4.4　表面强化与改性技术在模具中的应用154

3.4.5 模具表面强化与改性技术应用实例162

3.4.6 纳米制造与非晶涂层制备技术简介164

参考文献166

第四章　锻造模具模膛的特种成形技术168

4.1　锻造模具模膛挤压技术168

4.1.1　模膛挤压成形的特征168

4.1.2　模具模膛的轴向冷挤压180

4.1.3　模具模膛的热挤压189

4.1.4　模具模膛的温挤压193

4.1.5　模具模膛的超塑性挤压197

4.1.6 精确模膛的特种成形技术202

4.2　熔模精铸锻造模具技术206

4.2.1　概述206

4.2.2　锻造模具熔模精铸工艺208

4.2.3 计算机技术在熔模铸造模具中的应用235

4.2.4　熔模精铸锻模的冶金质量控制和尺寸精度242

4.2.5　熔模精铸锻模典型实例247

4.3　锻造模具堆焊制造与维修技术249

4.3.1　概述249

4.3.2 热作模具的工作环境、失效形式与对性能的要求250

4.3.3　模具堆焊方法及其选择255

4.3.4　模具堆焊材料及其选用原则258

4.3.5 热作模具钢的焊接性及模具堆焊修复工艺263

4.3.6 模具堆焊制造的常见缺陷与预防措施268

参考文献271

第五章　锻造模具的失效与延寿273

5.1　概述273

5.1.1　模具寿命对锻件生产的影响273

5.1.2　锻造模具寿命现状273

5.2　锻造模具的失效274

5.2.1　模具失效的概念274

5.2.2 模具失效的类型275

5.3　影响模具寿命的主要因素281

5.3.1　锻件参数对模具寿命的影响281

5.3.2 设备特性对模具寿命的影响282

5.3.3　模具材料对模具寿命的影响283

5.3.4　锻造工艺和模具结构对模具寿命的影响283

5.3.5 制造工艺对模具寿命的影响283

5.3.6　模架结构和精度对模具寿命的影响283

5.3.7 使用、维护和管理对模具寿命的影响284

5.4　延长锻造模具寿命的措施284

5.4.1　模具材料的选用284

5.4.2　优化锻造工艺和模具设计289

5.4.3 提高模具制造质量295

5.4.4　合理选择模具热处理工艺297

5.4.5　利用表面处理技术提高模具寿命的实例300

5.4.6 正确使用和维护模具301

5.4.7 提高模具寿命的其他措施305

5.5　挖掘模具寿命潜力的实例305

5.5.1 SL轿车连杆锻模寿命的对比实验305

5.5.2　连杆盖摩擦压力机锻模的延寿307

参考文献308

润滑篇——锻造过程的摩擦与润滑第六章　润滑与锻件生产310

6.1　润滑及其在锻件生产中的作用310

6.2　锻造润滑剂及其分类311

6.3　模锻工艺对润滑和防护的要求312

6.4　锻造润滑剂应用现状及发展314

6.4.1 热锻润滑剂314

6.4.2　冷锻润滑剂319

6.4.3 温锻润滑剂321

6.4.4 润滑剂性能的测试与评估322

参考文献322

第七章　锻造过程的摩擦学323

7.1　摩擦323

7.1.1 摩擦客观存在及其两面性323

7.1.2　摩擦及其特性323

7.1.3　摩擦的应用实例328

7.1.4　减少摩擦损耗的措施330

7.2　锻造过程的摩擦学基础331

7.2.1　锻造摩擦学的含义331

7.2.2　摩擦表面的特性332

7.2.3 锻造过程的摩擦学特征337

7.2.4 摩擦对锻造过程的影响342

7.3　锻造模具的磨损343

7.3.1　磨损及其类型343

7.3.2　锻模工作环境对磨损的影响348

7.3.3 锻模磨损与机械磨损的比较349

7.4　锻造摩擦副的润滑350

7.4.1　锻造摩擦副的润滑状态350

7.4.2 锻造摩擦副的固体润滑352

7.4.3 摩擦副的流体膜润滑353

7.4.4　锻造摩擦副的边界膜润滑354

7.4.5　锻造润滑与机械润滑的比较357

7.5　锻造过程的摩擦学对企业竞争力的影响358

参考文献358

第八章　锻造模具的润滑技术360

8.1　概述360

8.2　冷锻模具润滑剂360

8.2.1 冷锻工艺对润滑剂的要求360

8.2.2 冷锻模具润滑剂的配方361

8.2.3 冷锻模具润滑剂的应用364

8.2.4 冷锻模具润滑剂的主要性能366

8.3　热锻模具润滑剂366

8.3.1 热锻工艺对模具润滑剂的要求366

8.3.2 水基石墨润滑剂的配方和性能特点367

8.3.3 热锻模具润滑剂的应用368

8.3.4　环保型热锻模具润滑剂369

8.4　等温锻模具润滑剂373

8.4.1 等温锻模具润滑剂的工作环境373

8.4.2 等温锻模具润滑剂373

8.4.3 等温锻模具润滑剂的应用实例374

8.5　温锻模具润滑剂374

8.5.1 温锻用油基模具润滑剂374

8.5.2 温锻用水基模具润滑剂375

8.5.3 温锻模具润滑剂的应用375

参考文献376

第九章　锻造毛坯的润滑与防护技术377

9.1　冷成形毛坯的反应涂层润滑技术377

9.1.1 钢的磷酸盐与皂化涂层润滑377

9.1.2 不锈钢草酸盐涂层与润滑383

9.1.3 有色金属冷成形反应涂层润滑385

9.1.4　反应涂层润滑的问题分析386

9.2　冷成形毛坯的高分子涂层润滑技术386

9.2.1 高分子涂层的润滑机理及特性386

9.2.2 聚合物及其施涂工艺387

9.2.3 高分子润滑涂层的应用389

9.3　热成形毛坯的镀层防护润滑工艺390

9.3.1 不锈钢毛坯的镀镍工艺390

9.3.2 其他镀层润滑工艺简介393

9.4　热成形毛坯的玻璃防护润滑技术394

9.4.1　概述394

9.4.2　玻璃的特性397

9.4.3 玻璃防护润滑剂在热成形中的作用401

9.4.4　玻璃防护润滑剂的工作机理402

9.4.5 热成形用玻璃防护润滑剂410

9.4.6 热成形用玻璃防护润滑剂的性能416

9.4.7 玻璃防护润滑剂的组分与生产工艺420

9.4.8　玻璃防护润滑剂的使用方法和注意事项423

9.4.9 新型玻璃防护润滑剂及其应用427

参考文献430

第十章　锻造润滑和防护性能的评定方法432

10.1　概述432

10.2　热锻模具润滑剂性能的评定方法432

10.2.1 摩擦系数的测定432

10.2.2 冷却和绝热性能的评定方法437

10.2.3 高温湿润性的评价方法438

10.3　冷锻润滑剂性能的评定方法439

10.3.1 摩擦系数的测定439

10.3.2　承载能力的测定440

10.3.3 挤压力对比试验441

10.4　玻璃润滑剂性能的评定方法442

10.4.1 润滑性能的评定方法442

10.4.2 防护性能的评定方法442

10.4.3 隔热性能的评定方法443

10.4.4 润湿性能的评定方法443

10.4.5 玻璃防护润滑剂浆料特性的评定方法443

10.4.6　玻璃润滑剂综合性能验证方法444

参考文献445

第十一章　常用润滑剂及其选用导引446

11.1　概述446

11.2　常用模具润滑剂及其选型446

11.2.1　冷锻模具润滑剂446

11.2.2 热锻模具润滑剂448

11.2.3　温锻和等温锻模具润滑剂451

11.3　常用毛坯润滑剂及其选型451

11.3.1 冷成形毛坯的润滑剂451

11.3.2 热成形毛坯的防护润滑剂452

参考文献455