LD钢制模具及强化工艺研究
LD钢模具离子氮碳共渗
LD 钢模具离子氮碳共渗Ion N itrocarbur iz i ng of LD Steel D ie罗军明,杨刚,艾云龙(南昌航空工业学院材料系,江西南昌330034)摘 要:以氨和乙醇作为混合气源,在不同温度、时间、气压下对LD 钢进行离子氮碳共渗,用金相分析、脆性检验和磨损试验对渗层组织性能进行全面研究。
结果表明:530℃×4h 、气压1.05kPa 离子氮碳共渗为最佳工艺参数,LD 钢冷作模具用该工艺处理使用寿命优于其它强化工艺。
关键词:LD 钢;离子氮碳共渗;寿命中图分类号:T G 156.8+2;T G 162.4 文献标识码:B 文章编号:100123814(2002)0120054202α LD 钢是我国研制的高强韧新型冷作模具钢,其抗压强度与目前广泛使用的C r 12M oV 、W 18C r 4V 相当,但冲击韧度明显高于后两者,用该钢制作的冷作模具寿命比C r 12M oV 等成倍提高[1]。
但该钢只进行淬火、回火处理会使模具寿命受到一定限制,故国内不少单1 Si 2M o 耐热蠕铁的成分、组织及性能根据上述铸型的服役条件,我们选中硅、钼作为合金元素加入。
在0.03t 中频炉中进行试样熔化,在凹坑式球化处理包中进行孕育蠕化处理。
采用6号稀土硅铁镁合金(加入量0.35%)、钛铁(加入量0.5%1)、硅钙(加入量0.2%)、硅铁(加入量0.4%)联合处理。
利用正交试验最终确定的化学成分见表1。
表1 Si -M o 耐热蠕铁化学成分元素C Si M n P S M o 含量(%)3.74.00.370.070.030.46 在以上条件下获得的蠕墨铸铁的蠕化率达到80%,铁素体基体占63%。
其耐热疲劳性能为:试样<20×200(mm ),加热800℃,保持10m in 后水冷,反复100次,测量试样表面最大裂纹宽度0.41mm 。
其抗生长性能为:试样<20×100(mm ),加热850℃,保温150h ,测量长度为100.5mm 。
模具钢生产工艺流程
模具钢生产工艺流程
《模具钢生产工艺流程》
模具钢是制造模具的重要材料，其生产工艺流程非常复杂，需要多道工序精心制作。
以下是模具钢生产的一般工艺流程：
1. 原材料准备：首先需要准备合适的原材料，一般包括高品质的合金钢和其他合金元素。
这些材料需要经过严格的筛选和配比，确保成分符合要求。
2. 熔炼配料：通过高温熔炼将原材料进行配料，添加合适的合金元素，以确保最终产品的性能和品质。
3. 精炼处理：熔炼后的钢液需要经过精炼处理，包括去除杂质、氧化物和其他有害元素，以提高钢材的纯度和均匀性。
4. 浇铸成形：将精炼后的钢液注入模具中进行成形，通常采用真空浇注或精密浇注技术，以确保产品的密度和均匀性。
5. 热处理：成形后的模具钢需要经过热处理工艺，包括淬火、回火等工序，以提高其硬度、强度和耐磨性。
6. 加工与表面处理：经过热处理的模具钢需要进行精密加工，包括车削、磨削、钻孔等工序，并进行表面处理，提高其光洁度和耐腐蚀性。
7. 检测与质量控制：在生产过程中需要对模具钢进行严格的检
测和质量控制，包括化学成分分析、机械性能测试、金相分析等，确保产品符合要求。
以上是模具钢生产的一般工艺流程，不同类型的模具钢可能会有所不同，但总体来说，都需要经过严格的原材料准备、熔炼配料、精炼处理、浇铸成形、热处理、加工与表面处理、检测与质量控制等多道工序，才能最终制造出具有优良性能和品质的模具钢产品。
LD T10
7Cr7Mo2V2Si,代号LD ，最初是针对冷镦模具而研制的。
其碳含量低于G.Steven 推荐的“平衡碳”规律，使钢在具有高硬度的同时，又具有较好韧性；加入 Cr 、 Mo 、 V 元素，有利于二次硬化，保证钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si ，以强化基体，提高回火稳定性。
钢号/元素 C(碳) Si（硅） Mn（锰） P（磷） S（硫） Cr（铬） Mo（钼） V（钒）7Cr7Mo2V2Si 0.70 ～0.80 0.70 ～ 1.20 ≤0.50 ≤0.030 ≤0.030 6.50 ～ 7.00 2.00 ～ 2.50 1.70 ～ 2.20 钢号对照：产地日本用途： LD 钢已被广泛应用于制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等随冲击、弯曲应力较大，又要求耐磨损的各类冷作模具。
处理条件LD 钢常用的热处理工艺是1100-1150°C 淬火， 530-570°C 回火，回火后硬度 HRC57-63 。
1100 ℃淬火后的组织为细针马氏体残留奥氏体剩余碳化物，晶粒度 10.5 级。
1100 ℃淬火、 570 ℃回火后的组织为回火马氏体残余碳化物。
T10碳素工具钢,强度及耐磨性均较T8和T9高,但热硬性低,淬透性不高且淬火变形大，晶粒细,在淬火加热时不易过热,仍能保持细晶粒组织;淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,所以耐磨性高,用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。
适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。
T10概述T10碳素工具钢,强度及耐磨性均较T8和T9高,但热硬性低,淬透性不高且淬火变形大，晶粒细,在淬火加热时不易过热,仍能保持细晶粒组织;淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,所以耐磨性高,用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。
适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。
LD钢模具性能及热处理工艺探讨
ＨＲＣ ｂ ／ＭＰ ａ ｈ／ ｂ ＭＰａ ＯＫ Ｊ‘ｃ Ｌ／ ｍ ／ ｍｍ
级 现象没 有得 到 明显改 善 ，不能 满足 生产 需要 。 近年 来 ，Ｌ （ Ｃ ７ ３ ２ ｉ 钢 被 大 量 使 用 ， Ｄ ７ ｒＭｏ Ｖ Ｓ ） 用 它来制 作 链 板 冲裁 模 中 凸模 、凹模 、凸 凹模 等 关 键模 具 易 损 件 ，效 果 良好 。 为 不 断 提 高 模 具 寿 命 ，
其他 莱 氏体 钢 高 得 多 的 抗 弯 强 度 、冲 击 韧 性 、挠 度
等力 学性 能 。表 ３是 几种 莱 氏体钢 力 学性能 比较 。
表 ３ Ｌ 钢 与 几 种 莱 氏体 钢 的 力 学性 能对 比 Ｄ
硬 度 抗 压 强 度 抗 弯 强 度 冲 击 韧 度 挠 度 ＿ 厂
对 Ｌ Ｄ钢锻造 及球 化退 火 、热处 理工 艺等 进行研 究 。
Ｗ １ Ｃ Ｖ ８
１ Ｄ 冷 模 钢 的 化 学 成 分 、 物理 性 能 ．Ｌ
Ｗ６ Ｍｏ Ｃｒ Ｖ２ ６ ５ ４ １
Ｌ （Ｃ７ ３ ２ｉ Ｄ ７ ｒＭｏ Ｖ Ｓ）钢是 我 国上 海 材料 研 究所 研
制的 高强 韧 性 冷 作模 具 钢 ，以美 国专 利 钢 “ Ｖ Ｃ — Ｓ Ｓ Ｏ Ｄ Ｅ 为基础 ，调 整 合 金元 素 含量 而研 制 出来 的高 强 Ｉ”
表 １ Ｌ 钢 的化 学 成 分 （ 量 分 数 ） Ｄ 质
钢 号
７Ｃｒ Ｍ０ ７ ３Ｖ２ ｉ Ｓ ０ ７～Ｏ ８ ６ ５～７ ５ １ ７～１ ２ Ｏ． ～１ ２ ． ． ． ． ． ． ７ ． ７Ｃｒ Ｍ０ ２Ｓ ７ ２Ｖ ｉ
成元 素 ，在 钢 中 以 ｃ ｃ 型 碳 化 物 存 在 ，加 热 到 ｒ １０ ℃ 以上 时 ，铬 以 碳 化 物 大 量 溶 人 奥 氏 体 中 ，提 １０
模具强化方法
模具既要具有优良的整体强韧化性能，又要 具有优异的型腔表面性能，这样才能提高模 具使用寿命。 对普通冷作模具钢，采用低温淬火与低温回 火处理，可收到增加韧性、减少脆性和折断 的良好效果；
模具的整体强韧化工艺
对热作模具钢，采用高温淬火与高温回火处理，可 显著提高热作模具钢的强韧性和热稳定性。如 3Cr2W8V材料制成的压铸模，采用400℃～500℃ 及800℃～850℃的2次预先正火而后高温淬火、回 火，可提高韧性40％，模具寿命可提高1倍。 此外还可采用形变热处理。形变热处理的强韧化本 质在于获得细小的奥氏体晶粒、细化马氏体增加了 马氏体中的位错密度并形成胞状亚结构，同时促进 碳化物的弥散硬化作用。
模具的表面强化热处理
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子 氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD 法、PVD法、激光表面强化法、离子注入法、等 离子喷涂法等等。
① 气体软氮化：使氮在氮化温度分解后产生活性氮 原子，被金属表面吸收渗入钢中并且不断自表面 向内扩散，形成氮化层。模具经氮化处理后，表 面硬度可达HV950～1200，使模具具有很高的红 硬度和高的疲劳强度，并提高模具表面光洁的度 和抗咬合能力。
⑧ 激光表面强化：当具有一定功率的激光束以一定 的扫描速度照射到经过黑化处理的模具工作表面时， 将使模具工作表面在很短时间内由于吸收激光的能 量而急剧升温。激光束移开，模具工作表面由基材 自身传导而迅速冷却，从而形成具有一定性能的表 面强化层，其硬度可提高15～20％。 ⑨ 离子注入：利用小型低能离子加速器，将需要注 入元素的原子，在加热器的离子源中电离成离子， 然后通过离子加热器的高电压电场将其加热，成为 高速离子流，再经过磁分析器提炼后，将离子束强 行打入置于靶室中的模具工作表面，从而改变模具 表面的显微硬度和粗糙度，降低表面摩擦系数，最 终提高工作的使用寿命。
第十章-模具表面强化技术
*
表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(一)气体渗氮
表2 部分模具钢的气体渗氮工艺规范
牌号
处理 方法
渗氮工艺规范
渗氮层 深度/mm
表面硬度
阶段
渗氮温度/℃
时间/h
氨分解率/%
30CrMnSiA
一段
—
500±5
25～30
20～30
0.2～0.3
(一)气体渗氮
(1) 经过渗氮后钢表面形成一层极硬的合金氮化物，渗氮层的硬度一般可达到68～72HRC，不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层，而且还可以保持到600～650℃而不明显下降。
(2) 渗氮后钢的疲劳极限可提高15%～35%。这是由于渗氮层的体积增大，使工件表面产生了残余压应力。
(3) 渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。
>58HRC
Cr12MoV
760～800HV
*
表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(二)离子渗氮
离子渗氮有如下特点：
(1) 渗氮速度快，生产周期短。
(2) 渗氮层质量高。
(3) 工件的变形小。
(4) 对材料的适应性强。
氮碳共渗
提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性
冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针
渗硼
具有极好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、热硬性、良好的抗蚀性
挤压模、拉深模
碳氮硼三元共渗
提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
挤压模、冲头针尖
盐浴覆层 (TD处理)
提高硬度、耐磨性、耐热疲劳性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性
模具钢生产工艺
模具钢生产工艺
模具钢生产工艺指的是对模具钢的加工和制造过程的总称。
模具钢是用于制造模具的特种钢材，主要用于注塑、冲压、压铸等塑性加工行业中。
模具钢的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 原料选材：模具钢的生产工艺首先需要选择合适的原材料。
一般情况下，模具钢要求具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
常用的模具钢材料包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
2. 材料熔炼：选材完成后，需要将原料进行熔炼。
熔炼过程中要严格控制炉温和炉内气氛，以确保材料的化学成分和纯净度。
3. 钢水浇铸：熔炼完成后，将熔融的钢水倒入模具中进行浇铸。
浇注过程中需要保持一定的浇注速度和温度，以避免产生气孔和缺陷。
4. 钢坯热处理：浇铸完成后，将钢坯进行热处理，主要包括退火和淬火两个步骤。
退火可以提高钢材的塑性和韧性，而淬火可以提高钢材的硬度和耐磨性。
5. 钢坯加工：经过热处理后的钢坯，需要经过粗加工和精加工两个步骤。
粗加工包括切割、钻孔和铣削等工序，主要是为了修整钢坯的边缘和外形。
精加工则是在粗加工的基础上进行细致的加工，以达到模具的设计要求。
6. 表面处理：钢坯加工完成后，需要进行表面处理，以提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
常用的表面处理方法包括镀铬、氮化和电镀等。
7. 加工配件：模具钢生产工艺的最后一步是对模具进行装配和配件的安装。
这包括模块的组装、配件的安装和标准件的选择等。
以上就是模具钢生产工艺的主要步骤。
通过合理的生产工艺和严格的质量控制，可以制造出具有优良性能的模具钢，进一步满足塑性加工行业的需求。
LD材料的热处理工艺
机械技术学院毕业设计论文LD材料的热处理工艺学生姓名：指导教师：教师职称：所在班级所在专业材料成型及控制技术论文提交日期年月日论文答辩日期年月日答辩委员会主任主答辩人机械技术系年月日毕业实践任务书课题名称LD材料的热处理工艺指导教师职称专业名称材料成型及控制技术班级学生姓名学号课题需要完成的任务：1．搜集毕业论文资料；2．完成课题所需实验、工艺及工装设计和试验；3．完成毕业论文一篇；4．完成英语资料翻译；5．完成毕业小结一份。
课题计划：1. 2月20日—2月23日：（第一周）布置课题，收集相关资料；2．2月24日—3月8日：（第二～三周）：工艺设计，编制工艺文件及相关试验；3．3月9日—3月30日：（第四～六周）：工装设计及试验；4．3月31日—4月10日：（第七～八周）：编写论文及专外翻译；5. 4月11日—4月20日：（第九周）准备毕业答辩计划答辩时间：2011年4月21～28日机械技术系（部、分院）2011 年月日目录一、LD材料的性能 (3)二、LD钢与其它材料的对比 (6)三、LD材质冲头的工作条件和失效形式 (7)四、LD钢的热处理 (8)五、LD材料的盐浴热处理和真空热处理对比 (14)六、不同的回火温度对力学性能的影响 (16)七、LD材质冲头的热处理 (17)八、结论 (18)九、经处理后LD材料的最终力学性能 (19)参考文献 (19)毕业设计小结 (20)LD材料的热处理工艺***摘要：本文通过对LD材料的组织组成和性能特点以及冲孔冲头的性能要求，并结合热处理的相关知识，对需要加工成冲头的LD材料做了一系列的研究，通过对其进行不同的处理方式对比，提出了LD材料的热处理工艺的选择对力学性能的影响，最终采用了淬火和三次高温回火的方法，解决了用LD材料做冲孔冲头时强度硬度等不合格的问题，满足了冲孔冲头在使用过程中所需的力学性能要求。
关键词：LD材料；热处理；冲孔冲头；力学性能。
一、LD材料的性能LD 材料的标准牌号是7Cr7Mo2V2Si，最初是针对冷镦模具而研制的，以美国专利钢SVSCO-DIE为基础，调整合金元素含量而研制出来的高强韧性钢，并经真空脱氧精炼的高强度钢。
LD钢在高耐磨冷作模具中的应用及热处理
关键 词 ： Ｌ Ｄ钢 ； 高耐磨 冷 作模 具 ； 热 处理 工 艺 中图分 类 号 ： Ｔ Ｇ１ ６ １ 文献 标识 码 ： Ｂ
Ｔｈｅ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＬＤ ｉ ｎ Ｈｉ ｇ ｈ Ｗ ｅ ａ ｒ —Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎｇ
２ ． ５ ０
０ ． ０ ３ ０
开发 的高强韧性 、 高耐磨性 的Ｌ Ｄ钢 ， 基本上能 同时满 足以上 条件 ， 推进 了模具技术 的发展 ， 延长了模 具的 使用寿命 。
２ ． ２ Ｌ Ｄ钢 的物理 性能
Ｌ Ｄ钢 的临界 温 度见 表 ２ 。
表２ Ｌ Ｄ钢 的 临 界 点
Ｃｏ ｌ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ Ｄｉ ｅ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ Ｈｅ ａ ｔ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｎ ｅ ｗ ｄ ｉ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｌ Ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
２ Ｌ Ｄ钢 的性 能及应用
Ｌ Ｄ钢是我 国 自行研制 开发 的高强韧性 、 高 耐磨
温 度（ 近似值 ） ／ ｏ ｃ ｌ ８ ５ ６ Ｉ ９ １ ５ ｌ ７ ２ ０ １ ８ ０ ６ ｌ １ ０ ５
性 冷 作模 具 钢 ， 该 钢是 为 了克 服 Ｃ ｒ ｌ ２ 型 高碳 高铬 耐磨 ２ ． ３ Ｌ Ｄ钢 与几种 莱 氏体 钢 的性能 比较 钢 因碳 化物 偏 析 易开 裂 的 缺点 ， 通 过 降低 碳 、 铬含量 ，
模具表面强化技术综述
1.2.2 工艺性能
4. 焊接修复性 在型腔加工中，有时难免要补焊。因此模具钢必须有很好地焊 接性能。 钢铁材料的焊接性随其碳和合金元素含量的提高而变差，因此 钢比铸铁易于焊接，且低碳钢焊接性能最好、中碳钢次之、高碳钢 最差。铝合金、铜合金的焊接性能一般不太好，应采用一些高级的 焊接方法（如氩弧焊）或特殊措施进行焊接。
1.1.2 模具材料分类
模具材料的品种繁多、分类方法也不尽相同。由于模具钢是制造模具 的主要材料，所以我们可将材料分类如下：
根据模具的工作条件不同，一般把模具钢分为三类: 1.冷作模具钢 2.热作模具钢 3.塑料模具钢
1.1.3 选择模具材料的一般原则
研究和制造有竞争性的优质产品，最重要的要求之一就是选择产品中 不同零件所用的各种材料和与之相宜的加工方法的最佳组合。由于所能采 用的材料和加工方法很多，因而材料的选用常常是一个复杂而困难的判断 、优化过程。毫无疑问，所选材料应满足产品（零件）使用的需要，经久 耐用，易于加工，经济效益高。
1.3.1 工艺分类
1.3 热处理
模具钢热处理一般包括3个部分：普通热处理、表面热处理、形变热处理。普
通热处理包括退火、正火、淬火、回火。退火和正火我们俗称为预先热处理，淬 火和回火我们称为最终热处理。 退火：将钢加热到一定温度保温一段时间，再缓慢冷却。 正火：将钢加热至Ar3或Accm以上30~50℃，在空气中冷却。 淬火：将钢加热至奥氏体化，再快速冷却（大于临界冷却速度）使其进行马 氏体转变。 回火：将钢加热到＜A1点的某一温度保温一段时间，再冷却。
选材一般应遵循四个基本原则： 1、满足使用性能要求； 2、工艺性能良好； 3、材料来源方便； 4、经济性合理。
在大多数情况下，使用性能是选材的首要原则与依据，然后再综合 考虑工艺性能和经济性能，得出优化结果。
ld钢在冷冲模具中的应用场景
ld钢在冷冲模具中的应用场景
LD钢是一种低合金冷作模具钢，具有优良的冷变形性能和高耐磨性，被广泛应用于冷冲模具中。
冷冲模具是金属冷加工中常用的一种模具，用于对金属材料进行冷压、冷镦、冷切等工艺加工。
LD钢在冷冲模具中的应用场景主要包括以下几个方面：
1. 冷冲模具的冷镦工艺中，LD钢具有出色的冷变形性能，能够在较低的温度下进行高速冷加工，有效提高生产效率。
LD钢的高强度和良好的耐磨性能，能够满足对模具的高强度和耐磨性的要求，延长模具的使用寿命。
2. 冷冲模具的冷切工艺中，LD钢的高硬度和高耐磨性使其能够在高速冷切过程中保持较好的切割性能。
LD钢还具有较高的强度和韧性，能够抵抗冲击和应力集中，保证模具在冷切过程中不易断裂。
3. 冷冲模具的冷压工艺中，LD钢的低合金成分和优良的冷变形性能使其能够承受高压力的冷压过程，保持模具的形状和尺寸精度。
LD 钢的高硬度和高耐磨性能能够抵抗冲击和磨损，保护模具表面不易磨损和变形。
4. LD钢还可应用于其他冷冲模具工艺中，如冷挤压、冷拉伸等。
在这些工艺中，LD钢的低合金成分和良好的冷变形性能能够满足对模具材料的高强度和高韧性要求，提高模具的使用寿命和工作效率。
LD钢作为一种低合金冷作模具钢，具有出色的冷变形性能和高耐磨性，广泛应用于冷冲模具中。
在冷镦、冷切、冷压等工艺中，LD钢能够保持模具的形状和尺寸精度，抵抗冲击和磨损，延长模具的使用寿命。
LD钢的应用为冷冲模具的制造和加工提供了可靠的材料基础，推动了冷冲模具行业的发展。
LD钢冷摆辗模具的真空热处理
LD钢冷摆辗模具的真空热处理
顾敏;赵少甫;卢金生;王红伟;黄淑敏
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】1998()5
【摘要】采用ＬＤ钢代替Ｃｒ１２ＭｏＶ钢制造了冷摆辗模具。
通过真空热处理稳定了模具的强韧性，有效地克服了模具由于开裂引起的早期失效，使冷摆辗模具的使用寿命得到显著提高。
【总页数】3页(P13-15)
【关键词】真空热处理;LD钢;摆动辗压模具
【作者】顾敏;赵少甫;卢金生;王红伟;黄淑敏
【作者单位】机械工业部郑州机械研究所;郑州煤田职工地质学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG162.41;TG156.95
【相关文献】
1.LD钢冷镦模具热处理工艺的改进 [J], 张先鸣
2.7Cr7Mo2V2Si(LD)钢在冷摆辗模上的应用 [J], 褚洪涛
3.冷摆碾模具用钢及其真空热处理 [J], 余际星;赵玉明;华林;余世浩
4.冷摆辗模具的失效分析与Cr12型钢热处理工艺 [J], 叶宏;胡亚民;黄奇
5.冷摆辗模具的材料选择及其热处理 [J], 伍太宾
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强化钢材料的研究报告
强化钢材料的研究报告摘要：本研究报告旨在探讨强化钢材料的研究进展和应用前景。
通过对强化钢材料的制备方法、微观结构和力学性能的分析，我们可以了解到强化钢材料在工程领域的潜在应用价值。
本报告还讨论了当前存在的挑战和未来研究方向，以期为相关领域的科学家和工程师提供参考。
1. 引言钢材料是工程领域中最常用的材料之一，其优异的力学性能和可塑性使其成为广泛应用于建筑、航空航天、汽车和能源等领域的关键材料。
然而，随着对材料性能要求的不断提高，传统的钢材料已经无法满足一些特殊工程需求。
因此，强化钢材料的研究和开发变得尤为重要。
2. 强化钢材料的制备方法强化钢材料的制备方法可以分为传统热处理和先进加工技术两大类。
传统热处理方法包括淬火、回火和时效等，通过控制材料的组织和相变来提高其强度和韧性。
而先进加工技术则包括等离子强化、高能球磨和激光表面合金化等，通过改变材料的微观结构来实现强化效果。
3. 强化钢材料的微观结构强化钢材料的微观结构对其力学性能起着重要影响。
通过合理的组织设计和相变控制，可以实现钢材料的晶粒细化、析出相增多和形变诱导相变等强化效果。
此外，纳米晶、双相结构和多孔结构等新型微观结构也被广泛研究和应用。
4. 强化钢材料的力学性能强化钢材料的力学性能是评价其应用价值的重要指标之一。
通过强化效果的实现，可以提高钢材料的抗拉强度、硬度和耐磨性等力学性能。
此外，强化钢材料还可以具备较好的韧性和耐腐蚀性能，从而满足不同工程领域的需求。
5. 挑战与展望目前，强化钢材料的研究仍面临一些挑战。
首先，制备过程中的能耗和成本问题需要得到解决。
其次，强化效果与材料的稳定性和可靠性之间的平衡需要进一步探索。
此外，针对不同工程领域的需求，如高温、低温和高应变环境下的应用，还需要开展更多的研究。
结论：强化钢材料的研究在工程领域具有广泛的应用前景。
通过合理的制备方法和微观结构设计，可以实现钢材料力学性能的显著提升。
然而，仍需解决制备成本和能耗问题，并进一步探索强化效果与材料稳定性之间的平衡。
LD生产工艺
LD生产工艺
LD（低密度聚乙烯）是一种常见的塑料材料，具有很高的韧性、柔软性和耐腐蚀性。
它广泛应用于包装、电线电缆、农业、医疗、建筑等领域。
LD的生产工艺主要包括原料准备、聚合、挤出和后处理。
首先，原料准备是LD生产的第一个步骤。
通常使用乙烯气体
作为原料，然后经过压缩、干燥和过滤等处理，确保原料的质量和纯度。
同时，还需要添加一些催化剂和稳定剂，以促进聚合反应的进行和提高产品的性能。
接下来是聚合过程。
原料通过加热和压力的作用，经过聚合反应形成聚乙烯链。
聚合反应通常在高温和高压的条件下进行，以促进反应的进行和提高聚合度。
反应结束后，得到的聚乙烯块状物称为LD树脂。
然后是挤出工艺。
挤出是将LD树脂通过挤出机器加工为所需
形状的过程。
首先将LD树脂加入挤出机的进料段，然后经过
加热和压力的作用，在挤出机筒内熔化。
熔化后的LD树脂通
过模具的挤压作用，被挤出成带有空气或水冷却的膜状物、棒状物或管状物。
最后是后处理过程。
挤出得到的LD制品通常需要进行冷却、
切割、印刷等后处理。
首先，通过冷却和拉伸等处理，使挤出的LD制品冷却并固化。
然后，根据需要将其切割成所需的长
度或形状。
之后，可以通过印刷、热封、压花等方式为LD制
品进行定制加工。
总的来说，LD生产工艺包括原料准备、聚合、挤出和后处理。
通过这些步骤，可以生产出适用于各种领域的LD制品。
随着
科技的进步和工艺的改进，LD的生产工艺也在不断发展，以
提高产品的质量和性能。
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1 绪论1.1 引言模具是制造业的基本工艺装备之一，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。
用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低等优点而广泛应用于制造业中。
模具工业是国民经济的基础工业之一，是国际上公认的关键工业，也是高新技术行业。
模具行业很大程度上决定着现代工业品的发展和科技水平的提高，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，对于整个国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。
因此振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。
早在1989年3月国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，就把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位，确立模具工业在国民发展经济中的重要地位。
模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。
模具行业被称为“永不衰退的行业”，经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上；经济发展滞缓时期，企业必然想方设法开发新产品，同样需要模具的发展。
模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位非常重要。
模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。
由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。
模具生产具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，其生产的制件所具有的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。
模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
根据国际生产技术协会预测，到2010年，产品零件粗加工的75％、精加工的55％将由模具完成，65％以上的金属板材、80％以上的塑料都将由模具转化成产品。
由此可见其巨大的发展前景。
在市场需求方能，以汽车，摩托车行业的模具市场为例，汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。
汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。
为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80％的模具需要更换，模具行业明显具有很大的重要性。
LD钢是近年来我国自行研制的一种新型冷作模具钢，具有强度高，韧性好，耐磨损，冷、热加工工艺性能优良，淬火温度范围宽，热处理变形小等特点。
适用于要求高强韧性及高冲击载荷下的冷镦和冷冲作业模具，特别适用于标准件和钢球的冷镦模具，以及用于汽车板簧的冲孔冲头、滚子冷镦模具螺钉冲头、套筒头冷挤冲头、轴承打字冲头等模具。
采用LD钢制造的模具，比常用的工模具钢提高了几倍至几十倍，乃至上百倍的使用寿命，经济效益获得明显的提高。
1.2 课题背景LD钢是近几年来在模具行业发展使用的一种新型模具材料，进行模具强化工艺研究对于提高该类钢制模具的使用性能具有重要意义。
本课题旨在解决LD钢模具强化技术问题以及提高其使用性能和使用寿命的方法，符合机械专业设计课题的特点。
1.3模具发展现状[1]我国的模具行业起步比较晚，建国初期主要靠钳工完成，而且模具品种少、质量差。
随着科技的发展，新的加工技术也不断涌现。
成型磨削、电火花加工、电火花线切割、CAD/CAM、快速原型技术、逆向工程技术等先进技术的出现，使模具的寿命、质量和精度不断提高，快速的促进了模具行业发展。
现代模具工业有“不衰亡工业”之称。
世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。
近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口）。
目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。
1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。
工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。
在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%，另外，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。
其中，冲压模具约占50%（中国台湾：40%），塑料模具约占33%（中国台湾：48%），压铸模具约占6%（中国台湾：5%），其他各类模具约占11%（中国台湾：7%）。
20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。
改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。
近年来，每年都以稳定的增长速度快速发展。
许多模具企业十分重视技术发展。
加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。
此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。
今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。
1.4 国内外研究状况及差距虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。
例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。
特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。
当前主要存在的问题和差距主要表现在以下几个方面：1）标准化、专业化程度不高，产品定位不准。
我国的模具标准化工作起步较晚，标准件的生产、销售、推广和应用工作也相对落后。
同时，在整个大陆独特的商业氛围下，许多模具企业盲目跟风，没有结合市场对公司产品进行合理定位，特别是在汽车模具领域，很多模具企业在不具备整车模具生产能力的情况下，盲目接单，不仅影响了企业发展，甚至危机到企业的生存。
2）企业组织结构、产品结构和技术结构均不合理我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。
专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”“小而精”。
国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。
3）模具的整体质量不高由于国内模具生产厂家的工艺条件参差不齐，模具材料的选择和软件、设备的采用与国外相比也有很大差别，以及技术人员和操作人员的经验问题，导致模具的精度、寿命、强度、质量等不高。
4）开发能力较差，经济效益欠佳应加大投入以强化创新能力，有必要配齐从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与监测等的整套设备，一般企业也应拥有数控加工设备，实现模具制造的全自动加工。
并通过推进产学研合作强化创新力。
总之，我国现在距离国际水平还有很大的差距，不需认清自身的不足。
今后，我国模具行业应模具材料和强化工艺等方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。
1.5 模具发展趋势[2]目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。
虽然我国模具出口数量极少，但模具钳工技术水平高，劳动成本低。
只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。
因此研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。
我国模具行业今后发展趋势主要有以下几点：1）模具制造技术向高效、快速发展快速原型制造技术的推出，使复杂的三维实体能够快速自动的完成，采用这种方法制造模具，仅需传统加工方法的1/3时间。
近年来发展的高速铣削加工促进了模具加工技术的发展。
2）模具加工向精密、自动化方向发展国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上，要想使中国模具成为世界强国，就必须向自动化、精密化方向发展。
3）模具CAD/CAM/CAE技术将有更快的发展CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
随着模具产品精度要求越来越高，形状越来越复杂，对模具的要求也越来越高，CAD/CAM/CAE所体现的作用更加巨大。
因此，要加强CAD/CAM/CAE技术在模具行业的应用。
4）模具优质材料及先进表面处理技术的应用为了提高模具的使用寿命，提高产品的制造质量，必须注重优质材料和先进表面处理技术的开发。
5）先进制造技术的应用发展一些先进的制造技术，如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术具有广阔的发展前景，应注重其在模具研究、开发、加工过程中的应用。
目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。
一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。
因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。
1.6 研究内容本文由LD钢的化学成分分析、模具设计、LD钢热处理研究和模具表面强化工艺研究等部分组成。
沿着这个顺序思路进行研究。
研究的主要内容包括：①LD钢的成分及合金化机理分析；②LD钢制模具的性能要求及使用特点；③LD钢制模具的强化工艺研究及表面强化技术研究。
2 LD钢概述7Cr7Mo2V2Si,代号LD，是一种高强韧性冷作模具钢，上海材料研究所研制。
该钢具有强度高，韧性好，耐磨损，冷、热加工工艺性能优良，淬火温度范围宽，热处理变形小等特点。
该钢的抗弯强度比Cr12MoV钢高出近一倍，韧性高出2～3倍。
与基体钢 (65Nb)相比具有良好的抗弯强度、抗压强度、磨损系数 (即试样磨损量／磨盘磨损量 )也较小，且有与基体钢相近的韧度和工艺性能，适用于要求高强韧性及高冲击载荷下的冷镦和冷冲作业模具，特别适用于标准件和钢球的冷镦模具，以及用于汽车板簧的冲孔冲头、滚子冷镦模具螺钉冲头、套筒头冷挤冲头、轴承打字冲头等模具。
同时，适用于制造形收复杂，承受冲击、弯曲应力较大而要求耐磨性较高的各类大中型冲裁摸、重载冷镦冷挤模具，也可以用于制造热变形模具[3]。
本文作为LD钢推广应用的技术指导文章，可供模具设计、热处理技术人员和生产人员参考。
2.1 LD钢化学成分分析LD钢的主要成份是C、Cr、Mo、V，Si，属于中铬型合金工具钢。