模具材料与表面处理讲义[推荐阅读]

第一篇：模具材料与表面处理讲义

绪

论

一、模具在现代工业生产中的地位及作用

以前，人们习惯上把一个国家钢铁的产量作为衡量一个国家工业发展水平的标准（比如我们国家50年代大跃进的目的），但是自20世纪80-90年代，有人提出了一个出乎所有人意外的标准：一个国家模具工业的水平才是衡量一个国家工业发展水平的标准。

为什么？答案很简单：模具反映了1）一个国家的装备制造业和加工业水平的高低（在这个因素里面实际上包括了两个因素，即硬件的因素和软件的因素，硬件因素…软件因素中包含设计人员的素质、制造工人素质等因素----德国有个总统魏茨泽克曾经说过：我们需要的是更多的技师，而不是Doctor。）；2）模具反映了一个国家材料发展水平的高低（看似简单）；3）模具反映了一个国家材料处理技术水平的高低（热处理、表面处理）…

大家知道模具生产工件是一种少无切削的加工方式，它的特点是生产率高，材料利用率高，因此这种生产方法经济性能很好，正是由于上述原因，因此它才能在国民经济各个部门得到广泛的应用。举个例子：大家通常见到的汽车，大约70-80%以上的零部件是采用模具制造出来的，其中有冲压件、塑料件、锻件，橡胶件等等（可以请同

学们先说出零件然后看看是否为用模具生产出来的）。

模具在工业生产中的广泛应用反过来又促进了模具工业的发展，这主要体现在以下几个方面：

1）模具标准化程度提高；

2）模具品种增多、模具的复杂程度提高； 3）模具的精度和使用寿命明显提高；

4）模具材料行业发展加快、模具材料品种增多； 5）

模具技术人员（设计和制造）和管理人员的素质大大提高。

二、模具材料和表面处理在模具工业中的地位

模具性能的好坏、使用寿命的高低直接影响到产品的质量和经济性能，而模具的寿命与模具材料及其表面处理方式等诸多因素有直接的联系。换句话说，模具材料及其表面处理方式等因素对工件的质量和经济性能有直接的影响，因此，在现代模具生产过程中，人们对模具材料及其表面处理方式等给与了高度的重视，它在模具生产中具有举足轻重的地位。

三、模具材料与表面处理技术现状

从模具材料层面来看，我们国家在生产上一定形成了一定的规模，并且产量也比较高。但是如果从模具材料的品质和种类来看，与一些先进的国家相比仍然存在一定的差距，这具体表现在：1）先进1)国家模具材料品种和规格比较齐全（举个例子，比如大小）；2）模具材料材质好；3）国外企业使用新材料的积极性比国内要高，道理很2)简单，通过使用新材料可以降低成本或者提高性能，这就给新材料的发展提供了一种良性循环的局面。

3)从模具的热处理和表面处理技术方面来看。我们国家企业对于新技术、新工艺的认知度和工业国家有一定的差距。大多企业宁愿采用的传统的热处理和表面处理方式，也不愿采用新出现的工艺和技术。我想这主要可以归结为以下几方面的因素：1）信息闭塞，对新技术、新工艺不了解；2）不愿采用新技术，因为使用新技术存在一定的风险，并且需要前期投资；3）国家对于新工艺、新技术的重视程度不够，导致新工艺、新技术从理论方面不够完善。大家可以想象这种状况会使新工艺新技术的推广更加困难。

当然使用材料、新技术和新工艺绝对不应是盲目的，而必须具备丰富的专业知识和实际经验，只有这样才判断使用材料、新技术和新工艺会给企业带来哪些机遇。

总之，要想在模具材料与表面处理技术上赶上世界先进水平，有

很长的路要走。

四、学习本课程的意义

首先使同学们能够对于模具材料及其表面处理方式有一个系统、全面的了解；

其次是在学习了该课程之后，可以帮助同学们正确选择模具材料以及相应得热处理和表面处理工艺；

第三，有助于研制新材料、新工艺和新技术等。引子：在相应的模具专业课程学习过程中我们学习的重点是模具的结构设计，实际上模具设计还包括模具的选材以及模具的热处理和表面处理方法的选择，这也是为很多人所忽视的一个重要环节。比如在设计注塑模具时可供选择的模具材料很多（SM45、P20、铜铍合金等），究竟选用哪种比较合适？选择何种热处理（工艺、温度）以及表面处理工艺（渗透、覆层、机械、）比较合理？

第一章

模具材料概论

§1-1 模具和模具材料分类

一、模具

模具是在一定条件下借助于成形设备将液态或者固体材料（金属或者非金属）加工成产品的一种成形工艺装备。

用模具生产工件必须具备几个要素条件：即模具、成形设备、成形（被加工）材料。

三要素中主要包括的内容：

 模具因素：主要包括模具的设计和制造水平；

 成形设备因素：主要包括设备的能力和状态（精度）；  被成形材料因素：主要指被加工材料本身的性质（厚薄、软硬、流动性、腐蚀性等等）。

 一定的条件：指工作条件，即工作温度。

二、模具的分类

模具的种类繁多，比如我们以前学过的冷冲压模具、锻造模具、塑料模具等等都是模具。那么如何对模具进行分类哪？

1、根据成形材料、成形工艺和成形设备可以分为10大类，即①冲压模具、②塑料制品成形模具、③锻造成形模具、④压铸模、⑤铸造用金属模具、⑥粉末冶金模具、⑦玻璃制品用模具、⑧橡胶制品成形模具、⑨陶瓷模具、⑩经济模具等。

2、根据模具的工作条件（或者说坯料的温度）分3类:

即①热作模具；②冷作模具；③温作模具 ①热作模具包括

加工金属用—热锻模、热挤压模、锤锻模、热冲压模、压铸模和铸造用金属模具

加工非金属用—塑料成型模具、橡胶成型模具、玻璃制品模具、粉末冶金模具和陶瓷模具等。

②冷作模具包括 各种冷冲压模具（冲裁、弯曲和拉深）和冷镦模具和冷挤压模具等

③温作模具包括

温锻模具、温镦模具、温挤压模具和温旋压模具等。

三、模具材料的分类

模具材料种类繁多、分类方法很多。由于在模具制造过程中使用最多的是模具钢，因此我们可以把模具材料首先分成

热作模具钢

模具钢

冷作模具钢

温作模具钢 模具材料

铸铁

其它模具材料

有色金属及其合金

硬质合金（carbide）

其它非金属材料

§1-2 模具材料应当具备的主要性能指标

虽然我们上面对模具材料进行了分类，但是各种模具的工作条件不尽相同，因此对模具材料的要求也有很大的差别，对于共性的要求和个性的要求一定要分清楚。比如对于大多数的塑料制品成型模具来说一般要求模具能够在较短的时间内迅速冷却下来，以缩短生产周期，与此相应就要求模具材料具有良好的导热性能。但是对于注塑模具和压塑模具的要求又有一定的差别，因此在选择模具材料之前必须对模具的工作状况和各种模具材料的特点以及其它要求有深入的了解，只有这样所选择的模具材料才能最符合实际要求。那么模具材料主要有哪些性能指标呢？

一、强度

定义：强度是反映材料变形抗力和断裂抗力的一种指标。

1、变形抗力

从学过的知识我们知道，反映材料塑性变形抗力的主要指标是材料的屈服极限σs或者材料的屈服强度σ0.2。衡量冷作模具材料变形抗力的指标是指常温下的σs或者σ0.2。而衡量热作模具材料变形抗力的指标则是高温下的屈服极限σs或者屈服强度σ0.2。为了确保模具在使用的过程中不发生塑性变形，模具的工作应力必须小于屈服极限或者屈服强度。

2、断裂抗力

反映材料断裂抗力的指标是材料的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。

冷作模具材料的断裂抗力一般用常温下的抗压、抗拉和抗弯强度来表示。

热作模具的断裂大多是由于疲劳破坏而造成的。

3、影响强度的因素  C和合金元素的含量

 C化物的类型、形状、大小和分布  晶粒大小  金相组织  残余奥氏体含量  内应力状态etc.二、硬度

 定义：硬度是反映材料软硬程度的指标。

 硬度是反映材料弹性、塑性、强度和韧性等一系列性能的一个综合性指标；

 模具材料必须具备较高的硬度，以保证模具在使用过程中

具备必要的稳定性，冷作模具硬度稍高，一般在60HRC左右，热作模具稍低，一般在35-55HRC左右；  热作模具要求材料具有良好的热硬性；即材料在高温下保

持原有硬度的能力；

 影响硬度的因素：主要有材料的化学成分和处理工艺。常见的有洛氏硬度（HRC）、布氏硬度（HB）、和维氏硬度（HV）。

三、耐磨性

反映了材料表面抵抗磨损的能力。

1、耐磨性常用常温下的相对磨损量来表示。

2、磨损是由于模具与被加工材料之间的相对运动而产生的；

3、磨损的主要形式有：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损。

当冲击负荷比较小时耐磨性能与硬度成正比，即硬度越高，材料的耐磨性能越好；当冲击负荷比较大时，除了硬度之外，耐磨性能还会受到强度和韧性的影响，在一定范围内耐磨性能与硬度成正比，但超过了一定值之后材料的耐磨性能反而会随着硬度的上升而下降。

耐磨性能与材料的金相组织有关。铁素体耐磨性能最差，马氏体耐磨性能稍好，而下贝氏体耐磨性能最好。此外耐磨性能还与材料中C化物的性质、数量和分布状态有很密切的关系。

 磨料磨损：在工件与模具接触表面之间的外来硬质颗粒刮擦模具表面从而造成模具表面材料脱落的现象叫做磨料磨损。机理：当磨料与工件和模具表面接触时，由于工件与模具之间

存在相对运动，因此作用在磨料上的力可以分为与模具表面垂直和平行两个方向上的力。垂直方向上的力将磨料压入模具表面，而平行方向的力使磨料与模具表面发生相对运动，这种相对运动将在模具的表面上留下划痕，见图1-1。

图1-2-1磨料磨损原理图

磨料磨损主要取决于材料的硬度和组织等因素。

 粘着磨损：在成型的过程中，工件与模具表面之间会产生相对运动，由于模具表面凹凸不平，粘着的结点将发生剪切破坏，模具材料将转移到工件上或者脱落，这种现象我们称之为粘着磨损。

机理：○1微小的凸起开始接触，继而在接触的峰顶部为产生弹

性—塑性变形。○2变形持续进行，接触点粘着形成粘结点；○3相对运动继续进行，在粘结点附近产生裂纹；○4变形增大，在粘结点的裂纹处剪断，并附着在工件上。

粘着磨损主要受到材料摩擦系数的影响。摩擦系数越小粘着磨损也越小，因此可以通过对材料的表面进行处理以达到降低摩擦系数之目的。从组织结构上来看，当结构为下贝氏体或者回火马氏体且C化物分布均匀、细小时材料的耐粘着磨损能力较好。 氧化磨损

氧化磨损取决于所形成的氧化膜的性质和氧化膜与基体的结合强度。一般说来，致密的、非脆性氧化膜在与基体结合强度较高时具有较高的耐氧化磨损能力。 疲劳磨损

取决于材料的冶金质量。钢材中的缺陷，比如疏松、气孔、白点和非金属夹杂物等缺陷都可能成为疲劳裂纹源。在选择材料时，应当尽量选择真空脱氧、电渣重熔和真空熔炼等方法生产的材料，这样的材料比较纯洁，气孔和非金属夹杂物比较少，材料的耐疲劳磨损能力比较高。

四、韧性

 定义：韧性是材料在冲击负荷下抵抗产生裂纹的能力。 通常冲击负荷用αk表示。在工作时承受较大负荷的模具必须考虑材料的冲击韧度。一般说来，材料在硬度比较高时其冲击韧性比较低。

 影响韧性的因素：钢的成分、组织和冶金质量。随着含C ↘杂质减少αk增加；细晶组织、板状马氏体组织和下贝氏体组织以及高温回火组织αk值比较高

五、疲劳抗力

 定义：是反映在交变负荷的作用下材料抵抗破坏的能力。 衡量标准有：疲劳强度；疲劳裂纹萌生抗力；疲劳裂纹扩展抗力等等。

 对于热作模具来说，其工作状态为急冷急热，因此会发生所谓的冷热疲劳，因此冷热疲劳是衡量热作模具材料的一个重要指标。

六、耐热性

热作模具在工作的过程中由于工作温度比较高，这时常温状态下的一些介稳组织就会转变为稳定组织，在此过程中，组织结构将发生

变化（如马氏体分解、C化物聚集长大etc.）。这种组织的转变将导致材料强度、硬度等力学指标的下降，从而影响材料的使用性能。

七、耐腐蚀性

在加工工件时，被加工材料中可能会有一些具有腐蚀性的物质，这些腐蚀性的物质将造成模具表面腐蚀，加剧表面的磨损。因此在加工这类材料时，模具材料应当具有一定的耐腐蚀性。

§1-3 模具的失效形式和失效原因分析

一、模具的失效形式

1、模具的寿命

模具的寿命是指模具从开始使用到失效时所加工工件的次数。

2、模具失效

模具失效是指模具的工作部分发生严重磨损或者破坏、且无法用一般方法修复(刃磨)的状态。

3、模具失效的类型

有2种，即偶然失效和工作失效。

 偶然失效----因为设计不良、使用不当等使模具发生早期破坏。

 工作失效----模具因为工作而发生的正常磨损、破坏etc.4、失效的形式

虽然模具种类繁多、工作状态和工作条件也有很大差异，但是失效的方式归纳起来主要有3种，即

磨损

表面磨损----磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损

表面腐蚀----点腐蚀、晶间腐蚀、冲刷腐蚀和应力腐蚀

断裂

脆性断裂

塑性断裂

疲劳断裂，见图1-3-1 变形

弹性变形

塑性变形（塌陷、弯曲、镦粗etc.），见图1-3-1，图1-3-2。

蠕变

二、模具的失效分析

1、失效分析的意义

为模具材料的选择以及模具设计和制造提出改进之处，为模具新材料、新工艺和新方法的研制提供一些参考数据，指导正确使用模具和设备。

2、分析步骤

 生产现场调查

记录模具失效的方式、加工件（材料、厚度等）、使用的设备、模具的安装、操作情况，最后封存模具；

 对失效的模具进行必要的分析。主要包括4方面的内容：8

a）检查模具的材质（主要包括化学成分、冶金质量、金相组织等，与入库检查记录和材料供应商提供的技术参数进行比较）； b）检查加工工艺（锻造、机械加工、热处理、表面处理等是否符合规范）；

c）检查分析模具结构（是否明显的结构缺陷）； d）检查使用情况（是否有不当之处）；  分析失效原因

模具是偶然失效（模具结构、安装、使用、设备etc.）还是

工作失效（断裂、磨损、塑性变形） 写出事件的过程、分析、结论

3、举例说明（原因分析）

图1-3-3冷挤压冲头

可能出现问题的部位：R（断裂）D（尺寸变小）出现问题的可能原因：R-疲劳破坏 D-磨损 §1-4 影响模具寿命的主要因素

一、模具结构设计对模具的影响

1、圆角半径

在模具设计过程中，2个面的相交部位往往采用圆弧连接，圆弧是模具设计中不可缺少的一部分。在模具的设计过程中有内、外圆角之分，这些圆角半径的大小不仅对成型件的质量有很大的影响，而且对模具的使用寿命也有很大的影响。

一般来说，模具的外圆角对工艺影响比较大，比如在拉深工艺中，如果外圆角过小，拉深时的成型力将会增加。而内圆角半径的大小则会对模具的使用寿命有很大的影响，过小的圆角半径将会导致材料在该处产生较大的应力集中现象，最后导致模具在该处发生疲劳破坏。

图1-3-4 冲裁凹模

2、模具型腔结构

人们一般认为整体的模具型腔结构简单、使用时寿命比较高。但事实是模具在过渡部位存在比较大的应力集中，而这些应力集中现象会造成模具早期开裂，因此可以在这些部位处采取组合式结构，以降低应力集中现象，见图1-3-5。

此外模具的开裂有时是由于拉应力过大而造成的（可以稍微具体分析），对这类的模具也可以采用组合结构，已降低拉应力，避免模具开裂，见图1-3-6。

3、模具工作部位角度

 挤压冲头，见图1-3-8

分析三种情况下工作和失效的情况。 拔（脱）模斜度

大小对于质量、寿命的影响。锻模和塑料模均有。

实际上对于每种模具而言，其结构上都有自己的特点，因此在分析的过程中，一定要结合实际情况。比如在冲裁模具中，还要注意冲裁间隙等等。

二、模具的制造质量

1、模具坯料的锻造

 锻造加热规范；  锻造温度；  锻造方法和锻造比；  锻后冷却。

2、模具的机械加工和电加工

 模具的加工包括外形加工和工作部分的加工。外形的加工比较简单，可以采用车、铣、刨、磨等多种方式进行加工，由于这些部位不直接与工件或者坯料接触，因此它们的加工情况对模具的寿命影响很小。模具的工作部位在加工工件的过程中与毛坯直接接触，并且承受很大的负荷，因此它们的加工质量对模具的寿命有很大的影响。

 加工质量主要指尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。如果加工质量达不到要求，则模具的寿命就会受到很大影响。比如在冲裁模具中如果凸模的尺寸偏大，则在使用的过程中磨损就会加剧，即模具的设计使用寿命就会降低。

三、模具热处理和表面处理的影响

 模具的热处理是为了保障模具材料在使用的过程中具有必要的强度、刚度、韧性和耐磨性等。

 热处理工艺方法比较多，但主要是淬火和回火。在热处理过程中，必须严格遵守操作规范，否则将会出现一些影响模具

使用寿命的不良因素，比如氧化和脱C、过热和过烧，硬度不足、脆断等。

 模具的表面处理是为了提高材料表面的某些性能，比如耐磨、耐腐蚀性等，处理合理有助于提高模具的使用寿命。

模具材料的种类、化学成分、组织结构和冶金质量和硬度等对模具寿命均有影响。

 模具材料的种类：普通模具钢和硬质合金冲压电机转子寿

命之比较；  成分的影响；  组织结构的影响；  冶金质量的影响；

 硬度的影响：一般说来硬度越高，模具的使用寿命越长，当硬度达到一定程度的时候，模具的使用寿命随着硬度的升高而下降。（模具热处理）；

 模具本身物理性能，比如导热性能等对于模具的使用也有很大的影响。

四、模具材料对模具寿命的影响

五、使用对模具使用寿命的影响

 设备：

主要是指设备的状态，比如精度和刚度；

 被加工材料的性质：

被加工材料的表面质量、尺寸、硬度、有无腐蚀性等；

 模具的安装和使用

安装精度的高低；

使用过程中对模具的维护；

 操作规程

模具的预热；

模具的保温；

禁止冷击等；

送料控制（双料）

 模具管理

存放（专用场所、编号并按照编号排列）；

维护（使用后检查并定期涂上保护油脂）；

专人保管第二章

冷作模具材料

冷作模具定义：在常温下对材料进行压力加工或者其它加工使用的工装叫做冷作模具。

 根据上述定义归纳一下哪些模具是冷作模具？ 冲裁、拉深、弯曲、冷挤压、冷镦、滚丝、拉丝etc. 主要的冷作模具材料有：冷作模具钢、硬质合金（Carbide）、陶瓷（ceramics）、铸铁etc.；

 其中使用最为广泛的模具材料为冷作模具钢和硬质合金。

在这一章里我们将通过分析模具的工作条件、失效形式以及性能要求来综合分析冷作模具钢和硬质合金2类材料。

§2-1 对冷作模具材料性能的要求

一、对冷作模具材料使用性能方面的要求

在分析冷作模具材料的使用性能之前，我们先来看一下冷作模具的工作条件和模具在使用过程中的主要失效形式。

 冷作模具在工作的过程中承受的负荷：

冷作模具种类繁多，结构也比较复杂，在使用的过程中模具材料可能要承受拉伸、压缩、弯曲、冲击、摩擦等机械负荷的作用。

 冷作模具的主要失效形式： 磨损、脆断、变形、咬合

根据上述冷作模具所承受的负荷和主要的失效方式，对冷作模具材料提出的主要性能要求是：

1、良好的硬度和耐磨性

 这一指标主要为了保证模具形状和尺寸的稳定性。 冷作模具在工作时，模具和坯料之间会产生相对运动。而

这种相对运动会使他们之间产生很大的摩擦，这种摩擦会使模具表面出现微小的凸凹痕迹，这些凸凹痕迹与坯料表面凸凹部位相咬合，并在模具的表面上产生切应力，从而导致模具表面的机械破坏。

 在前面我们讲过，对于冲击负荷不大的场合，模具材料的耐磨性能与材料的硬度成正比，所以大家可以知道为什么冲裁模具的硬度比较高。总的原则是：在满足其它性能的前提下，尽量选择比较高的硬度值。一般来说；冷作模具的工作硬度在60HRC左右。具体的硬度值要看模具的工作条件。

2、高强度

 强度主要是起到承受负荷的作用。

 强度是选择模具材料的重要指标之一。根据前面提到的强度指标我们知道强度应当有2层含义，即塑性变形抗力和断裂抗力。

3、足够的韧性

 对于承受强烈冲击负荷的模具来说，通常要求模具材料必须具有良好的韧性。要提高韧性就必须适当降低材料的硬度，这与前面的硬度和耐磨性要求出现了矛盾，因此必须在提出材料指标要求综合考虑各种因素。

 对于承受较小冲击负荷的模具，在选择模具材料是主要考虑材料强度和疲劳强度。

4、良好的抗疲劳性能（疲劳强度）

 在很多情况下，模具承受的静负荷并不是很大，冲击负荷也不高，但是负荷呈周期性变化。在这种情况下，模具发生失效往往是由于材料发生了疲劳破坏，因此在选择模具材料时，必须对疲劳抗力提出一定的要求。

 影响疲劳破坏的因素：钢材中有带状或者网状C化物、晶粒

粗大、模具表面上有微小刀痕、凹槽以及截面突然变化，此外模具表面的脱碳现象也会导致材料出现疲劳破坏。

5、良好的抗咬合能力

当被加工材料与模具表面接触时，由于高压的作用使润滑失效，此时被加工材料与模具材料直接接触，被加工材料被冷焊接在模具的型腔上形成金属瘤，这样，在后续加工中，就会在工件的表面留下划痕。

影响抗咬合能力因素：

 被加工材料的种类，比如镍基合金、奥氏体不锈钢等出现

咬合的概率比较高；  模具材料本身抗咬合能力；  润滑条件。

二、工艺性能要求

1、可锻性

锻造的目的：○1为了改变材料的内部的组织，○2消除组织缺陷、○3提高材料的致密性、○4改善材料的流线分布，由此可以看出锻造对于材料的质量有很大的影响。从锻造工艺性方面对模具材料的具体要求有以下几条：  材料塑性好；  锻造时变形抗力小；  锻造温度范围广；

 锻裂以及析出网状C化物倾向性小。

2、良好的切削性能

1）具体要求：  切削力小；  切削量大；  刀具磨损小；  加工质量好。

2）改变切削性能措施：

 在切削加工比较困难时，通过热处理改变组织，因此改变切削性能；

 表面质量要求比较高的模具可以选用易切削钢，这些钢种含有S、Ca等元素。

3、良好的磨削性能

由于模具的尺寸精度和形状精度要求比较高，因此多数模具工作零件必须经过磨削加工才能使用。

具体要求：

 对砂轮和冷却条件不敏感；  不易发生磨伤和磨裂。

4、热处理工艺性和表面处理工艺性

主要包括淬透性、回火稳定性、脱C倾向性、过热敏感性、淬火变形和开裂。

 淬透性

大型模具除了要求表面具有足够的硬度外，还要求芯部具有良好的强度和韧性，这就要求模具材料必须具有良好的淬透性；对于形状比较复杂的模具也要求使用淬透性比较高的材料，原因是淬火后材料内部的应力状态比较均匀，这样就可以避免出现开裂或者较大的变形。鉴于上述原因，故一般要求模具材料具有良好的淬透性。

 回火稳定性

回火稳定性反映了受热软化时，材料的变形抗力； 回火稳定性高的材料具有良好的热硬性； 回火稳定性用软化温度和二次硬化硬度来表示。二次硬化概念：

某些铁碳合金(比较典型的是高速钢)须经回火后，硬度进一步提高。这种硬化现象，称为二次硬化。

它是由于特殊碳化物析出和(或)由于参与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。

 脱C倾向性小、过热敏感性低

脱C会造成材料耐磨性能和疲劳性能的下降； 过热则会使材料的晶粒粗大，降低材料的韧性。 淬火变形和开裂倾向性小

产生的原因可能有2方面的因素，即热处理工艺或者模具材料，我们在这里主要考虑材料方面的因素，即材料的成分和原始组织状态。

 表面处理工艺性能良好。

三、冷作模具材料的主要成分及其对性能的影响

1、C元素及其含量

C是金属材料中的主要元素，C含量是影响模具材料性能的决定性因素，很多性能都与C含量有密切的关系。C↗硬度强度和耐磨性能↗但是塑性和韧性下降； C↘硬度强度和耐磨性能↘但是塑性和韧性↗。

因此在选择模具材料时要根据具体的工艺特点来选取。如果要求材料具有比较高的耐磨性能，就可以选择含C量比较高的的材料；反之，如果要求模具的韧性比较好，就应当选择含C量稍微低一点的材料。

模具用材料的含C量一般在0,5—1,5之间，当然也有少数模具材料的含C量很高（可能达到2%左右）。

在钢材中添加的其它合金成分可以改进某些性能，当然也可能带来某些负面的影响。

2、Mn元素

 优点：

可以增加钢的淬透性；降低Ms点；增加淬火后残余奥氏体量。这些都有利于防止工件变形、淬裂，并可以使外形尺寸比较稳定。

 缺点：

加入Mn后钢材的导热性下降；过热敏感性加剧；第二类回火脆性增加。

3、Si元素

 优点：

增加钢材的淬透性；增加钢材的回火稳定性；提高材料的变形抗力和疲劳抗力；提高材料的抗氧化性能和耐腐蚀性能。

 缺点：

 优点:

二次硬化效果好；热硬性提高；耐磨性提高；过热敏感性降低。

加剧脱C倾向性（Si元素可以促使C以石墨的方式析出）；过热敏感性和第二类回火脆性加剧。

4、Cr元素

 优点: 淬透性提高；回火稳定性提高；过热敏感性降低；耐磨性能提高；抗氧化能力提高。

 缺点

C化物分布不均匀性加剧；残余奥氏体量增加。

5、Mo元素

 优点: 淬透性提高；回火稳定性提高；高温蠕变强度提高；二次硬化效果提高；可以抑制Cr、Mn、Si引起的第二类回火脆性。

 缺点

脱C倾向性加剧。

6、W元素

 缺点

导热性降低；硬度和韧性下降。

7、V元素

 优点:

耐磨性提高；热硬性提高；细化晶粒；过热敏感性下降。 缺点

锻造性能和磨削性能下降。

8、Co元素

 优点:

热硬性提高；二次硬化提高；

9、Ni元素

 优点:

强韧性提高，淬透性提高；耐腐蚀性提高。 缺点

二类回火脆性提高。

§2-2 冷作模具材料及热处理规范

冷作模具材料的分类：

分类的方法很多，比如按照元素成分来分；按照性能来分等等。比如按照合金元素的含量来分可以分为：低合金、中合金、高合金工具钢等等。

我们教材采用了一种综合考虑化学成分、工艺性能和力学性能的分类方法，按照这一分法可以将模具钢分为8类，即

 低淬透性冷作模具钢；  低变形冷作模具钢；  高耐磨、微变形冷作模具钢；  高强度、高耐磨冷作模具钢；  抗冲击冷作模具钢；  高强韧性冷作模具钢；  高耐磨、高韧性冷作模具钢；  特殊用途冷作模具钢

下面我们就根据上述分类方法对每类材料的特点进行研究。

一、低淬透性冷作模具钢

这类钢种主要以C素工具钢为主，典型的钢号有T7A，T8A，T10A，T12A，9Cr2，GCr15等等。

1、C素工具钢的特性

C素工具钢价格便宜、材料供货渠道好、锻造工艺性和加工工艺性也比较好。这类材料的缺点是淬透性比较差，材料在使用的过程中耐磨性、热硬性稍差，因此模具的寿命比较短；此外，在热处理过程中，淬火温度范围比较窄，且开裂的倾向性比较大。

1）力学性能

材料的力学性能取决于材料热处理时的淬火和回火温度。 淬火温度的影响

图2-1 淬火温度对强韧性的影响 提高温度：材料的强度、冲击韧性和抗弯挠度均下降（见图2-1），原因是淬火马氏体变得粗大。

提高温度，材料处理后的硬度随着温度的升高而逐渐增加，达到一定程度后基本保持不变（见图2-2）。

图2-2 淬火温度与硬度之间的关系

1—试样表面硬度；2—试样中心硬度（试样直径20mm）尽管如此，大多数的C素工具钢仍然采用比较高的温度进行淬火，原因是C素工具钢的淬透能力比较差（见图2-3），在实际生产中一般采取提高淬火温度的方法来提高淬硬层的厚度，以提高材料的承载能力。

图2-3 淬火温度与淬透性之间的关系

直径比较小的模具淬火温度一般控制在760--780℃，而稍微大点的模具温度则控制在800--850℃。

但是淬火温度过高，材料内部会出现比较大的残余应力，因此容易产生裂纹。

材料的耐磨性能随着C含量的增加而提高，主要原因是残余C化物量增加之缘故。

 回火温度的影响

硬度：随着回火温度的升高而降低，当回火温度超过200℃时，下降的趋势更快（图2-4）。

图2-4 硬度回火温度的关系

抗弯强度：在220--250℃之间回火时达到最大值，见图2-5。

见图2-5 抗弯强度与回火温度之间的关系

韧性：在220--250℃之间回火时出现回火脆性，如果承受高冲击负荷的模具，应当避免在此范围内进行回火；

如果对抗弯强度有较高的要求，则可以在220--280℃的范围内进行回火。

如果对材料性能没有什么特殊要求的话，碳素工具钢的回火温度一般取160--180℃。

2）工艺性能 a)锻造工艺性

 变形抗力小，锻造温度范围宽，即锻造工艺性能良好。比

如T8A，T10A 锻造温度范围为850-800℃，1150-1100℃  锻造T10A和T12A是应特别注意：严格控制终锻温度和

锻后冷却速度。如果终锻温度过高且锻后冷却缓慢，则在材料中容易析出网状二次渗C体，这将导致在后来的淬火过程中出现淬火开裂。在磨削过程中出现磨削裂纹，再使用的过程中出现脆断。所以在锻后一般采用空冷的方法。此外在锻造的过程中可以采用比较大的锻造比，以细化C化物。

 在锻造之后，需要将锻件进行处理，以便消除内应力，降

低硬度，细化组织，这样可以进行机械加工并为以后的热处理做好准备。

 锻后处理主要有2种：即等温球化退火和正火+等温球化退火。在正常情况下采用等温球化退火即可；如果锻造之后出现晶粒粗大或者网状C化物，则必须采用正火+等温球化退火。

 等温球化退火工艺：

加热温度：750-770℃ 等温温度：680-700℃

退火组织为珠光体，硬度小于197HBS  正火工艺：

T10A，T12A：温度830-850℃ b)淬透性

 淬透性比较差；截面小于4-5mm油淬可以淬透；5-15mm水淬可以淬透；20-25mm水淬无法淬透。c)淬火变形

 在淬火过程中使用强冷却介质，这样可以提高材料的淬透性，但同时可以引起较大的淬火变形。

 不同的材料在淬火之后变形有规律：比如说T7A在淬火之后尺寸变大，因此在设计零件时可以将精加工余量适当减小；T8A，T10A，T12A等在淬火之后尺寸变小，因此在设计工件时可以将精加工余量适当加大。

3）低淬透性冷作模具钢热处理规范

热处理规范内容应当包括淬火规范和回火规范。对于低淬透性冷作模具钢来说，可以参考表2-5。

4）应用范围

从上面的分析我们可以看出，这类材料价格比较便宜，且具有比较好的锻造和机械加工工艺性，具有一定的耐磨性，硬度也比较高，但是淬透性差，淬火变形也比较大，同时韧性也比较差，因此多用在尺寸小、形状简单、负荷小、批量不大的生产场合。

2、GCr15

GCr15实际上是一种轴承专用钢，这种材料硬度高、强度高、耐磨性好、淬火变形小，因此也可以用来制造冷作模具。

1）力学性能

 正常的淬火温度为830-860℃，（最佳温度为840℃），淬

火后的硬度可以达到63-65HRC。高于860℃，时由于残余奥氏体的增加和奥氏体晶粒的粗化，淬火硬度又会下降，此外钢材的强度和塑性、韧性也有明显下降。

 尺寸较大的模具采用稍微高点的淬火温度，以提高材料的淬透性，获得足够的淬硬层深度和较高的硬度。 尺寸较小的或者使用油淬的模具一般采用较低的淬火温度。

 淬火组织为隐晶马氏体+球状碳化物（分布均匀）+残余奥氏体。

 回火温度对硬度和冲击韧性的影响

随着回火温度的升高，回火后材料的硬度逐渐下降，但耐回火性能明显高于碳素工具钢，比如在200-220℃回火时，其硬度仍然可以达到60HRC左右，见图2-6。

图2-6 硬度与回火温度之间的关系

冲击韧性与回火温度有明显的联系，在160-200℃之间回火时，冲击韧性有明显的提高，主要原因是消除了淬火应力，马氏体过饱和度减少。但是超过200℃回火，冲击韧性又有明显的下降，进入所谓的第一类回火脆性区，见图2-7。所以回火温度一般为160-180℃。

图2-7 冲击韧性与回火温度之间的关系

2）工艺性能  锻造工艺性

锻造工艺性较好，锻造温度范围比较宽，析出网状碳化物的倾向性小。始锻温度1080-1020℃，终锻温度850℃，锻后空冷，金

相组织为片状珠光体。

如果锻造工艺不当，比如终锻温度过高、锻后冷却速度缓慢等，则碳化物将沿奥氏体晶界析出，并形成粗大的网状碳化物，如果终锻温度过低，则沿晶界析出的碳化物和奥氏体一起沿着变形方向被拉长，出现条状碳化物，这样的组织必须经过正火处理才能消除。

 正火工艺

温度920-900，冷却速度>40-50℃/min 小料空冷，大料强制冷却。 球化退火 加热温度：770-790℃ 保温温度：720-690℃ 退火后硬度：217-255HBS  淬透性

具有良好的淬透性，一般25mm左右的坯料可以淬透。淬火温度范围宽，过热倾向性小，残余奥氏体少，淬火变形小。

二、低变形冷作模具钢

低变形冷作模具钢是在C素工具钢的基础上发展起来的。这类钢材是针对C素工具钢的缺点加入了的合金元素，比如Cr、Mn、Si、W、V等。加入这些合金元素后，材料的淬透性明显提高，细化了晶粒，材料的回火稳定性明显提高，因此材料在强韧性、耐磨性和热硬性等方面比C素工具钢有明显的提高。使用寿命也比C素工具钢长。表2-6列举了各种低变形冷作模具钢。在这些钢种中，最常使用的是CrWMn和9Mn2V。下面我们就重点介绍一下这2种材料的特性。

1、CrWMn

1）力学性能

 淬火温度与力学性能

硬度(Hardness)和温度(Temperature)之间的关系见图2-8）

图2-8 硬度、冲击韧性与淬火温度之间的关系 当淬火温度<850℃时： T↗

H↗

当淬火温度>850℃时： T↗

H↘

冲击韧性αk在800℃达到最大（见图2-8）

抗弯强度σbb在800-820℃是最大，淬火温度一般选择在820-850℃，淬火硬度62-65HRC。

图2-9 抗弯强度与淬火温度之间的关系

淬火方法对性能的影响：

当要求冲击韧性比较好的时候可以采用等温淬火的方法，见图2-10。

图2-10 性能与淬火方法之间的关系 回火温度与力学性能之间的关系 硬度与回火温度之间的关系：

图2-11 硬度与回火温度之间的关系24

硬度随着回火温度的升高而下降，见图2-11，因此回火温度多选择在140-160℃，回火后硬度62-65HRC；170-200℃，60-62HRC。230-280℃，55-60HRC。

冲击韧性与回火温度之间的关系：

冲击韧性随着回火温度的升高而升高，但是在大约250℃的范围出现下降，见图2-12，即出现回火脆性。所以要避免在此范围内回火。

抗弯强度与回火温度之间的关系：

抗弯强度随着回火温度升高而增加，但是在200℃左右出现谷值，见图2-13，因此在回火的过程中要避开该温度范围。

图2-12 冲击韧性与回火温度之间的关系

图2-13 抗弯强度与回火温度之间的关系 2）工艺性能  锻造工艺性

CrWMn属于高C低合金工具钢，总体来说锻造工艺性比较好：变形抗力小，锻造温度范围较宽，但是这种材料C化物偏析比较严重，因此在锻造时应当采用反复镦拔的方法，此外，锻后冷却缓慢容易生成网状C化物，因此锻造之后应当先空冷到650-700℃，然后转入热灰中缓慢冷却。

在锻造之后需要将工件进行等温球化退火处理，退火后的材料组织比较均匀，硬度不高（255-207HBS）。如果材料在锻造之后出

现了网状C化物或者晶粒粗大时，就必须在退火之前进行正火处理。具体工艺参数： 球化退火温度：790-830℃； 等温温度：700-720℃； 量的V，细化了晶粒，降低了过热敏感性，通常采用的淬火温度为780-820℃。

正火温度：930-950℃  淬透性

由于材料中含有Cr、Mn、W等元素，因此其淬透性比碳素工具钢有明显提高，直径小于40-50mm的工件可以在油中淬透，并且淬火变形小。

 使用范围

由于Cr WMn淬透性较好，且淬火变形小，其硬度、耐磨性、强韧性等主要指标均优于碳素工具钢，因此是一种应用比较广泛的模具材料。目前主要用于要求变形小、形状复杂的轻型冲裁模具（一般板料厚度<2mm）和常见的拉深、弯曲和翻边模具。2、9Mn2V 1）力学性能

 淬火温度与力学性能之间的关系 硬度与淬火温度之间的关系： 抗弯强度与淬火温度之间的关系：

9Mn2V的淬火温度范围比较宽，在840℃以下淬火，其力学性能基本保持不变，见图2-

14、2-15，原因是该材料中含有一定

图2-14 硬度与淬火温度之间的关系

2-15 强韧性与淬火温度之间的关系26

图  回火温度与力学性能

硬度随着回火温度的升高而降低，当回火温度高于200℃时，硬度下降的速度明显加快，见图2-16。

冲击韧性随着回火温度的升高而逐步升高，当回火温度在200-250℃时，αk出现一个低谷，见图2-16，即材料出现回火脆性。

图2-16 硬度、冲击韧性与回火温度之间的关系

综合上述原因，一般回火温度取160-180℃。硬度60-62HRC。2）锻造工艺性

C化物的不均匀性比CrWMn小，锻造温度范围较宽（1150-800℃），因此锻造工艺性比较好。

锻造之后先空冷至700-650℃，然后转入热砂缓冷。

球化退火：加热温度760-780℃，等温温度700-680℃

退火后硬度<229HBS 3）淬透性

和CrWMn相比9Mn2V的淬透性稍微差些，油淬临界直径为30mm左右。

淬火变形小，低温回火是体积发生膨胀。4）应用范围 中小型冷冲模具。

3、热处理规范

1）CrWMn

淬火：预热温度：400-650℃

加热温度：820-850℃

淬火介质：油

淬火硬度：62-65HRC 回火：回火温度：140-160℃

回火硬度：62-65HRC 2）9Mn2V 淬火：预热温度：400-650℃

加热温度：780-820℃

淬火介质：油

淬火硬度：〉62HRC

回火：回火温度：150-200℃

回火硬度：60-62HRC

三、高耐磨、微变形冷作模具钢

1、Cr12和Cr12MoV 特点：具有高的硬度、耐磨性、淬透性、韧性高、淬火后体积变化最小。使用时脆断倾向性大。

1）力学性能

 淬火温度与力学性能的关系

Hardness随着淬火温度的升高而逐步增加，超过了临界点时（1050℃），硬度随着淬火温度的升高而下降，见图2-17。

冲击韧度和抗弯强度与淬火温度之间的关系

冲击韧度随着温度的上升而逐渐升高，超过了一定值后（1000℃），冲击韧度则随着淬火温度的升高而逐渐下降，见图2-18。

图2-17 硬度与淬火温度之间的关系

2-18 冲击韧性和抗弯强度与淬火温度之间的关系28

图 抗弯强度随着温度的上升而逐渐升高，超过了一定值后（950℃），冲击韧度则随着淬火温度的升高逐渐下降，见图2-18。

 回火温度与力学性能之间的关系 硬度与回火温度之间的关系

随着回火温度的上升，硬度逐渐下降，当达到520℃左右时，硬度出现较大的回升，即出现所谓的二次硬化，见图2-19，并且淬火温度越高回升的程度越大。

图2-19 硬度与回火温度之间的关系

冲击韧度、抗弯强度和抗压强度与回火温度的关系，见图2-20，图2-21。

图2-20 冲击韧性、抗弯强度与回火温度之间的关系

图2-21 抗弯抗压强度与回火温度之间的关系

由于Cr12MoV可以采用多种淬火和回火方式进行处理，因此选取何种工艺取决于对材料的具体要求，比如要求材料具有比较高的硬度和强度可以采用低温淬火和低温回火（淬火1020-1040℃，硬度62-63HRC，回火150-170℃，硬度61-63HRC）。

2）工艺性能  锻造工艺性

由于Cr12MoV属于高合金钢，因此材料的导热性差、变形抗力大、锻造温度范围窄、组织缺陷严重（带状、网状碳化物、碳化物分布严重不均匀）。

 热处理工艺性

淬透性很好，截面尺寸300-400mm的工件在油中即可淬透，淬火变形小。

2、Cr4W2MoV 特点：具有较高的淬透性和淬硬性，并且具有较高的耐磨性和尺寸稳定性，使用寿命比Cr12型钢材有较大的提高。

1）力学性能

 淬火温度与力学性能的关系

硬度：硬度随着淬火温度的上升逐步提高，当达到1000℃左右时硬度值达到最高，如果淬火温度继续升高，硬度将逐渐下降，见图2-22。

图2-22 硬度与淬火温度之间的关系

冲击韧度、抗弯强度与淬火温度的关系见书中表。 回火温度与力学性能的关系 硬度与回火温度之间的关系见图2-23。

图2-23 硬度与回火温度之间的关系

图2-24 冲击韧性、抗弯强度与回火温度之间的关系 冲击韧度、抗弯强度与回火温度的关系见图2-24。

常规的淬火温度为960-980℃和1020-1040℃（硬度大于62HRC）回火温度为280-300℃（硬度为60-62HRC）或者500-540℃（硬度为60-62HRC）。

采用不同的淬火和回火温度对性能的影响不一样。采用何种组合看具体要求。比如要求材料具有比较高的强韧性可以采用960-980℃淬火，280-300℃回火。

2）工艺性

锻造工艺性：比较差。易发生过热、过烧、断裂，锻造温度范围窄。1100-900℃℃，缓冷。

热处理工艺性：淬透性好、淬火变形小。

3、具体的热处理规范可以参考书上的表。

四、高强度、高耐磨冷作模具钢

1、特点：

这类钢材具有高强度、高抗压强度、高耐磨性、高热稳定性等。与Cr12MoV相比，韧性耐磨性和扭转性能稍微差些，其余性能均优。淬火温度越高，碳含量越高，则处理后材料的耐磨性能和抗压

强度越高，但是材料的韧性稍微降低。传统的高速钢是这类钢种的典型代表（W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2等）。

2、W6Mo5Cr4V2力学性能与淬火温度之间的关系 硬度与淬火温度之间的关系见图2-25

图2-25 硬度与淬火温度之间的关系 冲击韧度与淬火温度之间的关系见图2-26

图2-26 冲击韧性与淬火温度之间的关系

3、回火温度对W6Mo5Cr4V2的影响

硬度与回火温度之间的关系：

（淬火温度为1190-1230℃，硬度64HRC）200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 600℃ 62HRC 62HRC 62HRC

65HRC

65HRC

图2-27 冲击韧性与回火温度之间的关系

回火温度对抗弯强度的影响见图

图2-28 抗弯强度与回火温度之间的关系

4、高速钢的处理相对比较复杂，如何选择热处理工艺取决于使用过程中对模具的要求。淬火1150-1200，63-65HRC回火560，硬度62-66HRC。

5、锻造工艺性能较差，锻造温度范围窄：1100-950，塑性较差，加热过程中容易发生氧化脱碳现象。

6、高速钢主要用来制造承受负荷比较大、耐磨性要求高的场合，中厚板材的冲裁、冷挤压、冷镦冲头等。

五、抗冲击冷作模具钢

1、Cr-W-Si系（4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si）

特点：这几个钢种是在Cr-Si钢的基础上加入一定量的W，在回火时W有利于保存淬火时细小的晶粒，这样就可以使钢材在回火状态下获得比较高的韧性。同时这种材料具有较高的高温强度和良好的淬透性。

1）力学性能

 淬火温度对力学性能的影响

4CrW2Si由于含碳量比较低，因此需要渗碳后才能达到使用要求。所以在这里主要讲一下5CrW2Si和6CrW2Si的特性。

硬度随着淬火温度的升高而增加，见图2-29。

图2-29 硬度、冲击韧性与淬火温度之间的关系

冲击韧性随着淬火温度的升高而增加，950℃达到峰值，见图

2-29。

 回火温度对力学性能的影响

硬度随着回火温度的升高而降低。图2-30

图2-30 硬度与回火温度之间的关系

冲击韧性随着回火温度的升高而提高，但是在300-350℃之间有轻微的回火脆性，即在此范围内冲击韧性略有下降。因此在选择回火温度时要避开这个区间。

图2-31 硬度、冲击韧性与回火温度之间的关系

通常淬火温度在在870-900℃范围，油淬，硬度大于55HRC（57HRC）。

回火温度有2种： 200-250 回火硬度53-58HRC（53-58HRC）430-470 回火硬度45-50HRC（45-58HRC）

2）工艺性能

锻造工艺性能良好，具有比较宽的锻造温度范围（1180-850）。良好的切削性能，因为材料中含有S元素。

淬透性良好，脱碳敏感性较大，因此材料中含有一定的Si元素。淬火变形较难控制。

2、9SiCr 特点：淬透性高

性能介于碳素工具钢和Cr12型钢材之间。淬火温度与硬度之间的关系：见图2-29 淬火温度与抗弯强度之间的关系：见图2-29 由图可以看出当淬火温度达到880℃时钢材的抗弯强度明显下降，所以淬火温度要低于880℃。一般为860-880，硬度62-65HRC

图2-29 硬度、抗弯强度与淬火温度之间的关系

具有良好的回火稳定性，当回火温度为270时，会火后的硬度仍然可以达到60HRC以上。

图2-30 硬度、抗弯强度与回火温度之间的关系 硬度随着回火温度的升高逐渐下降，见图2-30

抗弯强度则随着回火温度的升高逐渐升高，但是在250左右回火时最低，见图2-30。

回火温度主要根据材料的使用硬度要求选择。180-220℃

硬度

62-64HRC 280-320℃

硬度

56-58HRC 350-400℃

硬度

54-56HRC 淬透性一般，35mm左右可以淬透。淬火时脱碳倾向性较大。锻造性能良好，锻造温度范围比较宽（1150-800℃）。切削工艺性能良好。价格低廉。

用在负荷比较小的冲裁模具中。

3、热处理规范见书中表的规定。

六、高强韧性冷作模具钢

冷挤压技术的发展要求模具材料具有更高的硬度、耐磨性、韧性，这类材料正是为了满足这种要求而产生的。1、6W6Mo5Cr4V（6W6）

降碳高速钢特点：

减少了C和V的含量，C化物的不均匀程度得到了很大的改善，在淬火状态下材料的抗弯强度和塑性以及冲击韧性均有较大的提高。但是淬火硬度略有下降。

 淬火对6W6的影响

硬度与淬火温度之间的关系，见图 冲击韧性与淬火温度之间的关系，见图

 回火对力学性能的影响

硬度：具有良好的热稳定性和二次硬化能力，在560-580℃出现回火硬化峰值。

抗弯强度：在580℃左右回火达到最大值。冲击韧性：回火温度在540-560之间出现谷值。

为了获得较高的耐磨性和韧性，一般采用较低温度淬火、较高温度回火。即

淬火温度：1180-1200℃

回火温度：560-580℃，回火3次。

 工艺性能

锻造工艺性能较差，主要反映在锻造温度范围窄

35（1100-1050℃—900-800℃）、锻造变形抗力大 良好的切削性能。磨削性能稍微差些。热处理过程中容易脱碳。

应用：作为高速钢或者高Cr、高C钢的德换代产品，作为冷挤压或者冷镦冲头。

2、基体钢

所谓的基体钢就是具有高速钢正常淬火基体组织的钢种，这类钢材过剩C化物少，C化物细小、均匀，工艺性能好，强韧性有明显提高。

1）65Nb 与W6Mo5Cr4V2相比，65Nb的基体成分中C、W含量稍微低些，而Mo稍高，同时成分中含有少量的铌。这种合金的特点是：保持高速钢的硬度和耐磨性，同时又具有较高的韧性和抗疲劳强度。

淬火对硬度的影响：

淬火硬度随着淬火温度的升高而增加，当温度超过1120左右时，硬度又会逐渐下降（奥氏体晶粒逐渐增大所致）。

回火温度对硬度的影响

在520-540左右回火时出现二次硬化，硬度和抗弯强度出现峰值。

热处理工艺

淬火温度：1080-1180℃ 回火温度：520-600℃ 2次回火 锻造工艺性

变形抗力较小，锻造温度范围比较宽（1120-850℃）。但是材料的导热性能差，因此在加热的过程中必须注意。

应用：

形状比较复杂的挤压模具、冷冲压模具

2）7Cr7Mo2V2Si（LD）

不含W的基体钢，Cr、Mo、V的含量高于高速钢，因此其淬透性和二次硬化能力均有明显提高。此外，未溶的VC能够起到细化晶粒的作用，增加钢材的韧性和耐磨性。

LD钢在不同淬火温度和回火温度下的硬度见表2-21。热处理工艺与性能之间的关系见表2-23。

热处理规范

淬火温度：1100-1150℃ 回火温度：540-570℃ 2-3次 或者

淬火温度：1050-1080℃ 回火温度：180-220℃

锻造工艺性能

具有良好的锻造工艺性，锻造温度范围比较广（1130-1150℃，850℃）

Anwendung：

综合性能比较好，可以用于冷挤压、冷镦、冷冲压等，且模具的使用寿命比较长。3、6CrNiSiMnMoV（GD）

基体钢成本高，淬火温度区间窄，中小企业使用比较困难，因此

推出了GD钢。

属于高强韧性、低合金冷作模具钢。

冲击韧性、断裂韧性、抗压强度均优于CrWMn和Cr12MoV。耐磨性能低于Cr12MoV。

可以代替CrWMn、Cr12、9Mn2V、6CrW2Si等材料。4、7CrSiMnMoV（CH-1）

CH-1又称火焰淬火钢。

具有较高的强韧性和良好的耐磨性。见表2-27。热处理工艺性

淬透性好，硬度高，80mm油可以淬透，40mm空淬透。硬度：62-64HRC 锻造工艺性

变形抗力小，锻造温度范围宽（1200-800℃），因此锻造工艺性良好。焊接工艺性良好。Anwendung

各类冷作模具，特别是大型、复杂模具。模具使用寿命长。5、8Cr2MnWMoVS

淬透性好，淬硬性好（61-64HRC）100mm空淬即可。切削性能良好（含S）热变形小

表面处理性能良好 应用：精密零件冲裁模具。

6、热处理规范

见表2-29。

七、高强韧性、高耐磨性冷作模具钢

钢种特点：这类钢材在强韧性方面与高强韧性类材料差不多，而耐磨性与高Cr钢和HSS类似。

1、GM（9Cr6WMo2V2）

特点：主要性能指标优于Cr12MoV。1）力学性能：

硬度与淬火温度之间的关系

硬度与回火温度之间的关系

力学性能与其它材料之比较 见表2-31

2）工艺性 锻造工艺性

锻造工艺性良好，不含粗大C化物，C化物不均匀程度小。但是在锻造过程中应当注意的问题：加热缓慢；锻造方法；锻造后缓慢冷却。具有良好的线切割性能。

2、ER（Cr8MoWV3Si）

与GM钢特点类似，耐磨性能稍好。

八、特殊用途冷作模具钢

在此主要指耐腐蚀钢和无磁模具钢，耐腐蚀钢主要用在有腐蚀性的场合，而无磁钢则用在使用过程中被加工材料不应当能被磁化的场合。

耐腐蚀钢 9Cr18、Cr18MoV

无磁模具钢

1Cr18Ni9Ti（奥氏体不锈钢）、7Mn15Cr2Al3V2WMo

§2-3 硬质合金和钢结硬质合金

1、金属陶瓷硬质合金

硬质合金是用难熔的高硬度C化物粉末（WC、TiC）与少量的粘结剂（Co、Ni）粉末混合后加压成型，再经烧结而成的粉末冶金材料。

1）特点

硬度高、耐磨性很好，工作温度很高、脆性大、抗弯强度和韧性差、无法进行切削加工（可以磨削加工）以及锻造和热处理。

2）分类

常见的有2种：钨钴类（YG）、钨钴钛类（YT）

3）应用

用在承受比较大压力摩擦力的场合，比如冲裁模（多用于级进模

具）、拔丝模等

2、钢结硬质合金

钢结因质合金是以难熔的C化物为硬质相，以合金钢为粘结

剂，用粉末冶金的方法制成。

1）特点

硬度、耐磨性比一般的硬质合金稍微差些、比高速钢的则好、韧性比一般的硬质合金强，性能介于HSS和高速钢之间。

可以进行切削加工和热处理。2）分类及种类

分类方法很多（可以根据硬制相、粘结相）

种类大约有10几种，其中DT合金在模具制造中的应用最为广泛。

3）DT合金 力学性能

硬度比其它硬质合金稍微低些，但是冲击韧性和抗弯强度较高。

工艺性能

锻造工艺性能优于其它钢结硬质合金；

具有良好的机械加工性能；一般在退火后可以进行机械加工

39（车、铣、刨、钻、铰、攻丝等），加工类似铸铁，可以采用低转速、大进刀量和中等进给速度。

可以采用电加工进行加工，但是加工后表面有微小裂纹和硬化层，需要二次回火才能消除。

可以进行热处理。

回火温度升高，处理后韧性也升高，但600℃左右出现回火脆性。

§2-4 冷作模具的选材

一、选材的原则

1、满足使用性能

根据模具的工作条件、失效方式和寿命要求、以及可靠性高低等提出对模具材料强度、硬度、耐磨性和韧性等使用性能方面的要求。在众多的要求中确定其中的1-2项指标作为选择材料的主要依据，同时兼顾其它要求。（根据工作条件分析）

2、工艺性能良好

主要包括：

1）良好的机械加工工艺性和电加工工艺性

2）良好的锻造工艺性

3）良好的热处理工艺性（包括良好淬硬性、淬透性、工艺简单etc。）

上述内容主要是为了降低制造成本。

3、经济性能

这里所指的经济性能是指综合成本（性能价格比），而非一次性成本，在满足性能和寿命要求的前提下尽量采用价格比较低廉的材料。

4、材料供应

市场上材料的供应情况，最好使用市场上比较常见的材料，这样材料的成本比较低，同时能够保障材料的供货渠道。

注：有些专家认为在采购材料时，品种和规格要尽量少，以便于材料的采购和管理。这种观点固然有其道理—对于采购和管理有利，但是从生产和使用的角度上来说，这可能会增加模具的制造成本。

二、具体应当考虑的因素

1、工作条件

负荷的性质

冲击负荷大----要求较高的韧性 静压力大----要求较高的抗压强度 摩擦大----要求较高的耐磨性

存在弯曲----要求材料具有较高的抗弯强度

2、失效形式

根据模具的失效形式分析失效的原因，根据造成失效的主要性能指标，选择其它性能稍高的材料。

3、待加工工件

1）批量大小

批量大----选择材质好、性能高的材料 批量小----选择材质差、性能低的材料 2）精度高低、表面质量 3）尺寸大小 4）性状复杂程度 5）被加工工件的材质

加工铜、钢、铝、锌、铅、纸板等对模具材料以及性能的要求有很大的差别。

4、模具结构

1）尺寸大小

尺寸大----要求材料的淬透性较高 尺寸大----要求材料的材质比较好 2）模具的性状

复杂----要求模具材料具有比较高的淬透性、开裂倾向性要小、同时要易于加工。

5、制造工艺方面的因素

考虑工厂目前的设备状况和人员素质情况，这一点往往被很多的厂家所忽视。

三、常用冷作模具的材料选择

1、冲裁模

有刃口、将材料从板料上分离，具体工艺包括落料、冲孔、切边等。1）工作条件

冲击、挤压、弯曲、摩擦 2）主要的失效形式

磨损、崩刃、凸模折断等（非正常失效）

画图分析冲裁过程，分析产生磨损和崩刃的原因何在？

凸模的磨损比凹模要严重，分析原因？

磨损包括粘着磨损、磨料磨损和疲劳磨损 3）对材料的主要性能要求

具有较高的硬度和耐磨性、强度比较高、一定的韧性。4）材料选择

主要根据被加工工件（材质、厚度、尺寸和形状、生产批量）和主要的失效形式

材质比较软的、工件小、形状简单、生产批量不大的----选择C素工具钢和低合金工具钢。

被加工材料硬度上升、工件尺寸变大、形状也趋于复杂批量较大，则可以选取中高合金钢、HSS或者硬质合金。

模具尺寸比较大的尽量选择淬透性好的且耐磨性好的材料。

例题：冲裁一形状简单的工件，工件直径10mm，批量1000件，材料08F，厚度1mm，试选择凸、凹模的材料并确定材料的硬度要求。（见表2-38）

模具其它零件材料的选择（参考表2-40）

2、冷镦模具

1）工作条件：

冲头：冲击力、摩擦、冲头可能承受弯曲力（冲头收到偏心力或者材料端面不平而造成）

凹模：冲击力、摩擦力、胀力（拉应力）2）主要失效形式：

凸模变形（镦粗、弯曲等）、折断（弯曲力造成）凹模塌陷、开裂（应力集中且韧性不足的表现）局部磨损（材料流动产生的剧烈摩擦所造成）3）对材料的主要性能要求

足够硬度和抗压强度、良好的耐磨性能、良好的韧性、一定的抗弯强度和疲劳强度。

4）材料选择

根据负荷、批量与工件的尺寸大小。负荷小、批量小可以选择普通的碳素工具钢或者低合金工具钢

负荷大、批量大者可以选择高C中Cr钢、高速钢或者硬质合金等等。

例题：冷镦M10螺栓，采用整体模具，试确定凸凹模的材料以及工作硬度。（见表2-41）

3、冷挤压模具

1）工作条件

模具的表面承受压力、摩擦力、工作温度大约可以达到400℃左右。

2）主要失效形式 变形（强度不足所致）磨损（耐磨性能）

冲头折断（冲头受到偏心负荷的作用，或者受到弯曲负荷）3）对材料的要求

高强度、硬度、耐磨性、良好的韧性和抗弯强度，此外应当具备一定的热硬性。

4）材料选择

与被挤压材料和批量有关

可以选择碳素工具钢（T10）、低合金钢、Cr12型或者Cr12MoV以及高速钢、降碳高速钢、基体钢等

注：高速钢使用硬度62-64HRC

4、拉深模

1）工作条件

凸模：压力（但是不大）、摩擦力 凹模：径向胀力和摩擦力

2）失效形式

磨损（咬合和划伤，但主要是咬合）

3）对材料的性能要求

高耐磨性、良好的抗咬合性能（除了材料本身具备之外还可以通过表面处理改善该性能）、较高的强度、硬度、一定的韧性

4）材料选择

T8A、T10A、CrWMn、Cr5MoV、Cr12、Cr12MoV、7Cr7Mo3V2Si、YG11C（HV1400）、YG15（HV1200）T8A（63HRC）、9Cr2（63HRC）、9Mn2V（62HRC）、Cr5MoV（63HRC）

5、弯曲模

可以使用的模具材料

T8A、T10A、T12（1550）、9Cr2（2056）、9Mn2V（2842）、Cr5MoV（2363）、CrWMn（2419）

6、拉丝模 主要负荷：摩擦

材料要求：高硬度、耐磨性好（具体看被加工材料、批量）材料主要根据线径选取：金刚石、YG类硬质合金、或者钢结硬质合金、以及普通模具钢，比如T10A、CrWMn、Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2等等。在国外使用比较多的是金刚石、硬质合金高速钢，其中高速钢的热处理硬度比国内稍微要高些（国内硬度为58-64HRC，德国一般采用63-67HRC）。

作业：如何提高模具寿命？

简述磨料磨损和粘着磨损及其机理。

有一简单的小型冲裁件，材料10#钢，板料厚度2mm，试确定凸凹模的材料、工作硬度，并制定简单的制造工艺路线以及锻造和热处理规范。

思考题：失效的类型和分类

§2-5 冷作模具钢的锻造及热处理技术

一、冷作模具钢的锻造

模具用钢大多为高C、高合金钢，这些材料存在成分偏析、组织偏析、C化物粗大不均、晶粒粗大等缺陷。那么锻造的目的就是为了提高材料的均匀性；改善C化物的结构和分布；焊合内部缺陷提高材料的致密性；改善材料的流线分布提高材料的承载能力。

模具钢，特别是高C高合金模具钢，其塑性一般比较差，材料的变形抗力比较高，锻造温度范围比较窄，并且材料的导热性能比较差。因此，在锻造的过程中一定要注意上述因素。比如在加热的过程中要先缓后急，否则，在材料内部会出现温度应力（外压、内拉）；

在锻造的过程中严格控制锻造温度（始锻和终锻温度），以防材料出现过热、过烧现象；

尽量采用比较大的锻造比，以焊合内部缺陷； 选择合适的锻造方法；

注意锻后冷却和处理（球化退火或者正火）

二、模具热处理技术

模具在制造过程中需要如何进行热处理呢？首先，我们来看一

下冷作模具是如何制造出来的。

1、冷作模具的制造工艺路线

1）一般模具的制造工艺路线

下料----锻造----锻后热处理（球化退火或者正火+球化退火）----粗加工----半精加工----淬火和回火----磨削----钳工装配

2）成型磨削或者电加工冷作模具

下料---锻造----锻后热处理----粗加工----半精加工----淬火回火----成型加工（或者电加工）----钳工装配

3）复杂冷作模具

下料----锻造----锻后热处理----粗加工----调质处理----半精加工、精加工----装配

从上面制造工艺路线中我们已经看出，模具在制造过程中主要需要2次热处理，1次是模具材料在锻造之后，1次是在模具装配之前。第1次热处理主要是为了后期的加工和处理作准备工作---材料的组织和结构；第2次主要是为了获得必要的使用性能。应该说1次和第2次热处理对于模具材料来说同等重要，表面上看，材料的使用性质是最后的热处理过程所赋予的，但是如果没有前期的处理过程是无法确保材料达到要求的使用性能。第1次热处理是球化退火；第2次热处理包括淬火和回火。此外有些模具材料在使用之前还要进行必要的表面处理，但是冷作模具很少。

下面我们就主要来讲一下模具的第2次热处理所包含的内容。

2、冷作模具的淬火和回火

在模具处理之前应当作那些工作呢？ 1）选择合适的淬火温度 2）确定加热、均温、保温时间

3）确定淬火介质（空气、水、油、盐浴等）4）确定加热过程中的保护措施，以防止氧化和脱C。为了防止氧化一般可以采取被动保护和主动保护两种措施，所谓的被动保护措施是指将氧气与被处理材料隔绝，我们国内目前采取的基本是这种保护方式，即将处理材料装箱，刷上涂料、包装（不锈钢箔或者硼酸与玻璃料组成的薄膜etc.）以及盐浴加热等。主动保护措施是指将氧气去掉，比如说通过燃烧。（举几个例子：模具材料在处理时用瓦楞纸包装，在加热的过程中将发生燃烧氧气消耗掉。）

3、冷作模具的强韧处理

低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温淬火和分级淬火处理etc.具体采用哪种处理方法取决于材料和具体的要求。

1）低淬低回

低淬是指采用比传统淬火温度低的温度进行淬火。采用这种方式可以：

提高材料的韧性、冲击和疲劳抗力，但是硬度略有下降，这样就可以降低材料脆断、脆裂的倾向性。

2）高淬高回

高淬高回是为了解决低淬透性材料的淬硬层厚度薄的问题而提出的，当然在提高了淬硬层的同时其它的指标也会有所变化。对于耐冲击钢来说，通过高淬高回可以提高材料的韧性和耐磨性。

3）微细化处理

微细化处理的主要目的是提高材料的耐磨性和强韧性。主要有2种方法： a)4步热处理法

高温淬火----高温软化回火----低温淬火---低温回火 其中第2步的作用就是为了得到细晶组织（回火索氏体）b)循环超细处理

将工件加热到AC1线以上稍微停顿就淬火冷却，如此反复2-4次。

4）分级淬火和等温淬火

 分级淬火

定义：将加热到奥氏体化温度的工件淬入温度在马氏体转化温度附近的冷却介质（硝盐浴）中，停留一段时间，使零件表面和内部温度趋于一致后取出空冷，以较低的冷却速度完成马氏体转变。

Ms+（10-30℃）或者Ms-（80-100℃） 等温淬火

定义：将加热到奥氏体化温度的工件淬入温度稍微高于马氏体转化温度的热浴中停留并完成马氏体转变。

工艺特点：减小工件在淬火过程中的变形和开裂倾向性，淬火应力小。

组织结构：下贝氏体或者下贝氏体+马氏体 等温淬火后不需要回火处理。

5）其它方式 喷淋淬火etc

表面强化处理

4、主要冷作模具的热处理特点

1）冷冲压模具

薄板：要求具有较高的耐磨性和硬度。从工艺上要保证上述2方 面的要求，同时材料还应当具备一定的韧性。

厚板：主要的失效形式是崩刃和断裂（折断）。因此材料的热处 理重点应当放在保证材料的强韧性，并同时提高材料的耐磨性能。

2）冷镦模具的特点

材料应当具备足够的韧性和强度。

凹模可以采用喷水淬火法，这样可以使材料的表层具有较高的硬 度，而材料的内部具有比较高的韧性，还要采取措施减小淬火应力，以提高材料的疲劳强度。

3）冷挤压模具

材料应当具有高的耐磨性、硬度、韧性和高温强度。

4）拉深模具

材料应当具有较高的耐磨性、硬度和良好的抗咬合能力。

第三章

热作模具材料

热作模具：所谓的热作模具是指用来加工温度在再结晶温度以上的材料使用的模具。我们在前面讲到模具分类时，曾经讲过在热作模具有加工金属用的和加工非金属的，本章主要讲加工金属用的模具材料。

§3-1 热作模具材料性能要求及成份特点

热作模具种类比较多，每一类模具的工作状态都不完全相同，要分析对材料的性能要求，必须首先了解模具的工作条件等。

1、分类

1）热冲切模具（热切边、热冲裁等等）2）热变形模具（热锻模、热挤压模具）3）压铸模（有色金属、黑色金属）

2、工作条件

1）设备与负荷

使用的主要设备有：热模锻压力机、锻锤和压铸机等。使用热模锻压力机的工艺，模具与被加工材料接触时间比较长，模具温度升高比较大，但是冲击负荷比较小。

使用锻锤的工艺，模具与被加工材料接触时间短，模具温度升高比较小，但是冲击负荷比较大。

使用压铸机的工艺：模具与被加工材料接触时间长，模具温度高，此外模具表面受到高压、冲刷。

2）被加工材料与负荷

有色金属（受热小、温度低、磨损和热疲劳）

黑色金属（受热多、温度高、模具材料容易软化、磨损和热疲劳）

3）润滑以及冷却条件与负荷

润滑的目的是为了减小材料在成型过程中材料与模具表面的摩擦力；

冷却则是为了缩短生产循环时间，但是由于温度波动较大，因此容易造成冷热疲劳。

3、对热作模具材料的要求

1）良好的韧性；

2）良好的耐磨性和较高的硬度；（摩擦、氧化、腐蚀、氧化皮

等因素均可造成模具发生严重磨损）；

3）较高的热稳定性、较高的高温强度；（在较高温度下仍然保持常温力学性能，否则会发生软化、塑性变形、塌陷等问题）； 4）良好的耐冷热疲劳性能；（断裂等）

5）良好的导热性；（为了维持正常的工作循环，必须将热量及时排出）；

6）高淬透性；（目的是使各处的力学性能比较均匀、并承受较大的负荷）

7）良好的工艺性（加工方法和费用）； 成份特点：

从性能要求方面来看，热作模具材料要求具有较高的韧性，因此含C量稍少，热作模具材料含C量一般在0,4-0,6％之间。减少含C量，可以提高韧性，但同时硬度会降低。

含有Cr、Mn、Ni、Si、Mo、W、V等合金元素。这些元素可以明显提高淬透性、热硬性、高温强度、热疲劳抗力等。

比如：其中的Cr元素可以提高材料的淬透性、耐磨性以及材料的抗氧化能力。此外W和Mo元素可以提高材料的高温强度和热疲劳抗力。

§3-2 热作模具钢及热处理

为了便于对模具材料进行系统分析，首先对热作模具材料进行分类。从实际生产中来看，绝大部分的热作模具材料是热作模具钢，其他热作模具材料后面再讲。首先来看一下模具钢的分类。

一、热作模具钢的分类

根据不同的标准有以下几种分类方法：

1、按照工艺用途来分：

热模锻模具钢、热挤压模具钢、压铸模具钢、热冲裁模具用钢。

2、按照工作温度来分：

低耐热模具钢（350-370℃）、中耐热模具钢（550-600℃）、高耐热模具钢（580-650℃）

3、按照使用性能来分：

高韧性热作模具钢、高热强度热作模具钢、高耐磨性热作模具钢

4、按照合金元素的含量分： 低合金、中合金、高合金

下面我们就按照工艺用途分类法来介绍各类热作模具材料的特点以及锻造和热处理工艺。

二、热模锻模具用钢及其热处理

热模锻模具是在高温的条件下，通过冲击力或者压力使炙热的金属发生塑性变形而成型的模具。热模锻模具主要包括锤锻模、热模锻压力机锻模、热镦模、精锻模和高速锤锻模等等。

热锻模在工作的过程中受到冲击力或者压力的作用，根据上述情况我们可以将热锻模分为2大类，即以受冲击力为主成型的模具和以受压力为主成型的模具。第2大类模具的工作情况与热挤压类似，因此把它们放在与热挤压模具一起讨论。我们在此主要讨论以受冲击为主的模具材料，即锤锻模材料。

1、锤锻模的工作条件

模具在工作的过程中受到的负荷主要有冲击负荷，此外还会受到比较大的压应力和拉应力的作用。由于整个成型过程是在高温下进行的，因此模具型腔的温度会因为与坯料的接触而快速升高，一般来说模具的温度可以升高300-400℃，局部温度可以升高500-600℃，温度波动大约200℃。由于模具温度升高速度很快，因此在取出锻件后必须用水、油或者压缩空气对模具进行冷却，以便使工件和模具迅速冷却下来，以进行下一个工作循环。在这个过程中，由于温度的变化会造成模具上应力出现变化。此外在成型的过程中，由于材料发生转移，因此坯料与模具表面之间存在强烈的摩擦。

2、失效形式

1）磨损（粘着、氧化和磨料磨损）2）塑性变形（塌陷）

3）断裂（脆断、崩裂、燕尾开裂、表面龟裂）

3、对锤锻模材料的主要性能要求

 在高温下具有高的强度；  良好的冲击韧性；

 具有高的耐磨性、较高的硬度；  良好的冷热疲劳性能；  良好的导热性；  高的淬透性；  良好的抗氧化性  良好的工艺性能。

4、锤锻模材料的主要钢种

可以供选择的锤锻模材料不是太多，主要有5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi（2713）、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1等。

第二篇：铝型材表面处理

铝型材表面处理

铝型材表面处理主要分为：

① 氟碳喷涂、② 粉沫喷涂、③ 阳极氧化（阴极氧化）、④ 电泳、⑤ 电镀等。

这些表面处理方法间有相同也有不同，相同点就是都是在型材表面增加了保护膜；不同在于氟碳喷涂、粉沫喷涂是靠静电加膜于型材表面，所以也称静电喷涂；阳极氧化、电泳是通过直流电的正负极以及形成膜的分子、原子以及离子的正负相吸移动附着于金属表面而形成的保护膜；电镀和阳极氧化、电泳工艺术有雷同处，所不同的是：被电镀的可以不是金属，电镀液由含有镀覆金属（锌、铬、镍等）的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。1，电镀可以对五金和塑胶进行处理,。2，电泳和阳极只能对导电物体进行处理。3，电镀和电泳均为对被处理物体表面增材料，换句话说,就是厚度增加，4，而阳极则为对物体进行去材料处理,也就是阳极后厚度会减小。

下面就型材表面处理做具体分析

一、氟碳喷涂和粉末喷涂（静电喷涂）

粉沫喷涂：粉沫喷涂的原料为：聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树脂以及环氧／聚酯树脂，可配制多种颜色。粉沫喷涂的特点 ：喷涂设备有手工的，有自动吊挂式、施工简单、涂层厚度为30微米以上，抗冲击，耐磨擦，防腐蚀，耐候性等均好，涂料价格比氟碳便宜。粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射，长期照射会造成自然退色，铝板向阳面和非向阳面几年后色差明显，一般为2-5年就产生明显色差。现在市场上出现名子叫彩色铝型材，用于铝门窗，就是用普通铝型材粉沫喷涂而成。使铝门窗颜色品种增加，同时也增强抗腐蚀能力。

另一种静电喷涂为液态喷涂，又称氟碳喷涂，属于高档次喷涂价格较高，在国外早已应用。在国内近二年来才大面积用于铝板幕墙，由于其优异的特点，越来越受到建筑业及用户的重视和青睐。氟碳喷涂具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。

氟碳喷涂的设备及工艺：

氟碳涂料本身性能决定，喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证喷涂层的均匀性，氟碳涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效果。涂层均匀，质量优秀的氟碳涂层具有金属光泽，颜色鲜明、明显的立体感。而使用不合适的喷涂设备的氟碳喷涂层，会产生颜色不均，表面有阴影或涂层不牢。大大影响了氟碳的装饰效果，为了达到好的喷涂效果，均采用高压静电电气喷枪。氟碳喷涂工艺多采用多层喷涂，以充分发挥Kynar 500金属漆的耐久性、耐候性的优势，从铝材的前表面处理到各喷涂过程都需要严格控制质量，最终产品必须达到美国建筑制造业协会AAMA-605.02.90标准。

氟碳喷涂工艺流程为：

前处理流程：铝材的去油去污→水洗→碱洗(脱脂)→水洗→酸洗→水洗→铬化→水洗→纯水洗喷涂流程：喷底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→质检

多层喷涂工艺以三次喷涂(简称三喷)，喷底面漆、面漆及罩光漆和二次喷涂(底漆、面漆)。

1．前处理的目的：在铝合金型材、板材进行喷涂前，工件表面要经过去油去污及化学处理，以产生铬化膜，增加涂层和金属表面结合力和防氧化能力，有利于延长漆膜的使用年限。

2．底漆涂层：作为封闭底材的底漆涂层，其作用在于提高涂层抗渗透能力，增强对底材的保护，稳定金属表面层，加强面漆与金属表面的附着力，可以保证面漆涂层的颜色均匀性，漆层厚度一般为5-10微米。

3．面漆涂层：面漆涂层是喷涂层关键的一层，在于提供铝材所需要的装饰颜色，使铝材外观达到设计要求，并且保护金属表面不受外界环境大气，酸雨，污染的侵蚀，防止紫外线穿透。大大

增强抗老化能力，面漆涂层是喷涂中最厚的一层漆层，漆层厚度一般为23-30微米。

4．罩光漆涂层：罩光漆涂层也称清漆涂层，主要目的是更有效地增强漆层抗外界侵蚀能力，保护面漆涂层，增加面漆色彩的金属光泽，外观更加颜色鲜明，光彩夺目，涂层厚度一般为5-10微米。三喷涂层总厚度一般为40-60微米，特殊需要的可以加厚。

5．固化处理：三喷涂层一般需要二次固化，铝材进入固化炉处理，固化温度一般在180℃-250℃之间，固化时间为15-25分钟，不同氟碳涂料生产厂家，都会根据自己的涂料，提供最佳的温度和时间。氯碳喷涂厂(锔油厂)也有的根据自己经验把三喷时的两次固化改为一次固化。

质量检验：质量检验应按AAMA-605.02.90标准。严格的质量检查才能保证高质量喷涂产品

二、阳极氧化（阴极氧化）、电泳

电泳法可分为自由电泳（无支持体）及区带电泳（有支持体）两大类。前者包括 Tise-leas式微量电泳、显微电泳、等电聚焦电泳、等速电泳及密度梯度电泳。区带电泳则包括滤纸电泳（常压及高压）、薄层电泳（薄膜及薄板）、凝胶电泳（琼脂、琼脂糖、淀粉胶、聚丙烯酰胺凝胶）等。电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。

它包括四个过程：

① 电解（分解）

在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为： H2O→OH+H② 电泳动（泳动、迁移）

阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。

③ 电沉积（析出）

在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。④ 电渗（脱水）

涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。

电泳表面处理工艺的特点：

电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。

阳极氧化的原理及相关知识

以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用, 使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时, 将发生以下的反应：

在阴极上, 按下列反应放出 H2：2H + +2e → H2

在阳极上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧(O2), 还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化, 形成无水的12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 一部分以气态的形式析出。阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方 法： 按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。近十年来, 我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。

三、电镀工艺:利用电解的方法使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良

好的金属层的过程叫电镀。电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极，金属板作为阳极，接直流电源后，在零件上沉积出所需的镀层。阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极，大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极，如：镀锌为锌阳极，镀银为银阳极，镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极.但是少数电镀由于阳极溶解困难，使用不溶性阳极，如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极.镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充.镀铬阳极使用纯铅，铅-锡合金，铅-锑合金等不溶性阳极。

工艺过程

一般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。完整过程：

1、浸酸→全板电镀五金及装饰性电镀工艺程序

铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级 →浸酸→镀锡→二级逆流漂洗

2、逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗 →镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干工艺要求

① 镀层与基体金属、镀层与镀层之间，应有良好的结合力。

② 镀层应结晶细致、平整、厚度均匀。

③ 镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙。

④ 镀层应具有规定的各项指标，如光亮度、硬度、导电性等。

⑤ 电镀时间及电镀过程的温度，决定镀层厚度的大小。

第三篇：达克罗表面处理

达克罗"表面涂层处理技术是目前世界上最新的金属表面涂层处理技术工艺。用一种新工艺在金属表面涂敷专用混合涂层，可替代传统工艺的所有前处理工序，金属防护水平达到国际标准。在金属表面处理工艺中可称为高效全封闭绿色环保处理工程。达克罗是DACROMET的缩写和译音。又称达克锈、达克曼、迪克龙、锌铬膜。达克罗技术是由美国人发明，日本人买断，现被我国引进的专有控制性技术，整套工艺设备采用全过程闭路循环的涂复方式，革新了电镀工艺，杜绝了电镀过程中产生的酸、碱、锌、铬及污水、废气的排放等污染问题。达克罗是经过脱脂→抛丸→涂复→固化→冷却→成品的工艺过程，使用工件形成片状锌粉、铝粉及金属铬盐组成的银灰色防腐蚀涂层。达克罗膜层在金属表面形成的过程中，其挥发的物质几乎全部是经过气化的水分，且无任何污染和公害在工业发达国家中，已得到广泛的应用，正逐步替代污染严重的电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种传统的表面处理工艺，从根本上减少了环境污染的发生，并具有其他表面处理所无法比拟的优势和特点。

目前国内从事达克罗涂覆生产的单位有四十多家，百分之六十的生产线分布在上海及江浙一带，现在，从设备到工艺、涂液、以及达克罗液的生产配方，在市场上均可找到提供的商家，价格也不高。达克罗的涂覆生产线，分为连续式和间断式二种，早期的达克罗生产线，因为都是一些资金充足的企业投资的，所以都采用了连续式的生产线。这种生产线的设备投资在一百万左右，包括前处理设备：如抛丸机、清洗机、浸涂与甩液的机械手、网带式烧结固化炉、化验检测设备等。在近几年，随着达克罗技术在中小企业的推广使用，出现了一种间断式的达克罗生产线，其中使用到的设备与连续式的主要区别在于其用于固化的烧结炉子采用了箱式的炉子，使设备的成本降低许多，另外，涂覆上也简化了，不再使用机械手涂覆及甩液，这样的结果，使整套市长的总的投资降到了三十万左右。

对于那些动手能力强的企业，还可以利用现有的设备，进行改造，添加一些必要的设备后组成达克罗生产线的，这样做的话，投资还可以大大的降低。

无论采用何种方式，都须满足达克罗生产的工艺要求，才能获得合格的产品。不能因为要降低生产成本，不顾生产工艺的要求，对设备乱改一气。

以上是我根据多年来的达克罗生产实践，对达克罗的一点解释，欢迎从事这一工作的同道互相探讨，如有不当，敬请指正。

第四篇：表面处理工艺

表面处理工艺

表面处理工艺大全

表面处理工艺：机壳漆

机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。表面处理工艺：变色龙

随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。表面处理工艺：电镀银涂料

电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。

表面处理工艺：橡胶漆

适用范围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。

产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。表面处理工艺：导电漆

适用于各种 PS 及 ABS 塑料制品；导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用；在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准，包括 CPSC 含铅量标准、美国测试标准 ASTMF-963、欧洲标准 EN71、EN1122。表面处理工艺：UV

高性能UV固化光油

表面处理工艺：珠光粉-ZG001

珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有：天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。表面处理工艺：夜光漆

夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂；它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用，效果更显著，晚上发光时间长达８小时！激光雕刻

用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈岩、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触，材料硬或者柔软，并不妨碍 “雕刻” 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料，或者是在柔软的材料上雕刻，刻划的速度一样。倘若与计算机相配合，控制激光束移动，雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上，扫描仪输出的讯号经过计算机处理后，用来控制激光束的动作，就可以自动地在木板上，玻璃上，皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时，聚焦起来的激光束很细，相当于非常灵巧的雕刻刀，雕刻的线条细，图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻，已广泛用于微电子工业和生物工程。

优点：

1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。

表面处理工艺

2、比传统腐蚀精美，没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。

3、电脑控制、图文可随意改动。

4、显著增强竞争能力，速度快接近0%的废品率。

5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。

6、加工精度可达到0.01mm，保证同一批次的加工效果完全一致 水转印工艺简介

水转印是一项融合了复杂的化学及水压原理而形成的一种转印技术。此技术是针对一般传统印刷及热转印、移印、网印（丝印）表面涂装所不能克服的复杂造型及死角问题所研发出来的一种革命性的转印技术。

特点：

1、水转印工艺适用于任何素材的复杂外形及表面（如塑料ABS、PC、PP、尼龙、木材、金属、玻璃、电木、陶瓷等）

2、水转印工艺防水不轻易褪色，使美观的外表持久不变。

3、超过数百种的天然花纹。如木纹、石纹、卡通和各种动物图案。也可以设计自己独有的花纹。

适用范围：

1、国防工业类：钢盔、对讲机、枪柄、望远镜等；

2、电器类：电视机外壳、遥控器、电话机、手电筒、电冰箱、洗衣机、抽油烟机、计算机、鼠标等；

3、汽车类：汽车仪表板、后视镜、排档头、茶杯架、剎车板、轮圈盖、水箱护罩等；

4、家俱类：锁头、把手、开关面板、钢管、沙发扶手、办公家俱等；

5、鞋类：鞋根、鞋大底、溜冰鞋、运动鞋等；

6、运动器材类：网球拍、高尔夫球杆、撞球杆、定时器、钓杆、浮标等；

7、文具用品类：订书机、笔管、激光指示器、印盒、乐器等；

8、其它类：香水瓶盖、皮箱、珠宝盒、灯罩、花瓶、化妆盒、口红盒、照相机、卫浴设备等

热转印工艺

热转印是通过预热压将热转印花膜图案转印到工件表面。利用热转印膜印刷可将柯色图案一次成图，无需套色，简单的设备也可印出逼真的图案，且色彩鲜艳、亮泽、画面栩栩如生。热转印工艺极富装饰价值，可使产品附加值大增。

★热转印的产品特点：

① 柯色图案一次成形，无需套色。② 设备简单，印工精致。③ 附着力强，耐高温耐磨。④ 色彩鲜艳亮泽，永不褪色。⑤ 符合绿色环保印刷标准，无环境污染

★适用底材：

ABS、PS、PVC、AS、PC、PU、PMMA、PET、PP、PE等塑胶之表面，以及金属、玻璃、木材等材料的涂层面。

★ 热转印技术的优越性：

图案印刷精度高--图案由八色以上大型凹版印刷机，完成以PET薄膜涂布为基材，采用精细的专业铜版，实现高精细度的图形印刷。拉丝工艺

拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动

表面处理工艺 的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

手机按键表面的金属拉丝效果，是雷射环状拉丝，有专用设备，原理差不多，更精密。喷砂

一、功能或用途

．工件表面的清理

可用作对金属的锈蚀层、热处理件表面的残盐和氧化层、轧制件表面的氧化层、锻造件表面的氧化层、焊接件表面的氧化层、铸件表面的型砂及氧化层、机加件表面的残留污物和微小毛刺、旧机件表面等进行处理，以去除表面附着层，显露基体本色 , 表面清理质量可达到 Sa3 级。．工件表面涂覆前的预处理

可用作各种电镀工艺、刷镀工艺、喷涂工艺和粘接工艺的前处理工序，以获得活性表面，提高镀层、涂层和粘接件之间的附着力。．改变工件的物理机械性能

可以改变工件表面应力状态，改善配合偶件的润滑条件，降低偶件运动过程中的噪音。可使工件表面硬化，提高零件的耐磨性和抗疲劳强度。．工件表面的光饰加工

可以改变工件表面粗糙度 Ra 值。可以产生亚光或漫反射的工件表面，以达到光饰加工的目的。

二、主要参数

影响喷砂加工的主要参数：磨料种类、磨料粒度、磨液浓度、喷射距离、喷射角度、喷射时间、压缩空气压力等。

三、环保特点．极大地改善了粉尘对环境的污染和对工人健康的危害。．可直接安装在生产线上，节省生产面积 , 有利工件周转。．工作方法灵活，工艺参数可变，能适应不同材质和不同精度零件的光饰加工要求。．在工作过程中磨料循环使用，消耗量些 ．主要零部件使用寿命长，且便于维修。

常用喷砂工艺参数

获得表面结果的三要素：

压缩空气对喷射流的加速作用（喷砂压力大小的调节）P

磨料的类型（S）

喷枪的距离（H）、角度（θ）

1． 压力大小的调节对表面结果的影响

在S、H、θ三个量设定后，P值越大，喷射流的速度越高，喷砂效率亦越高，被加工件表面越粗糙，反之，表面由相对较光滑。

2． 喷枪的距离、角度的变化对表面结果的影响

在P、S值设定后，此项为手工喷砂技术的关键，喷枪距工件一般为 50-150mm，喷枪距工件越远，喷射流的效率越低，工件表面亦越光滑。喷枪与工件的夹角越小，喷射流的效率亦越低，工件表面也越光滑。

表面处理工艺

3． 磨料类型对表面结果的影响

磨料按颗粒状态分为球形，菱形两类，喷砂通常采用的金刚砂（白钢玉、棕刚玉）为菱形磨料。玻璃珠为球形磨料。在P、H、θ三值设定后，球形磨料喷砂得到的表面结果较光滑，菱形磨料得到的表面则相对较粗糙，而同一种磨料又有粗细之分，国内按筛网数目划分磨料的粗细度，一般称为多少号，号数越高，颗粒度越小，在P、H、θ值设定后，同一种磨料喷砂号数越高，得到的表面结果越光滑。

下表为不同材质产品为达到不同的处理目的而通常采用的手段（仅供参考）

第五篇：表面处理工艺

表面处理工艺：机壳漆

机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。

表面处理工艺：变色龙

随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。

表面处理工艺：电镀银涂料

电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。

表面处理工艺：橡胶漆

适用范围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。

产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。

表面处理工艺：导电漆

适用于各种 PS 及 ABS 塑料制品；导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用；在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准，包括 CPSC 含铅量标准、美国测试标准 ASTMF-963、欧洲标准 EN71、EN1122。

表面处理工艺：UV

高性能UV固化光油

表面处理工艺：珠光粉-ZG001

珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有：天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。

表面处理工艺：夜光漆

夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂；它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用，效果更显著，晚上发光时间长达８小时！

激光雕刻

用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈岩、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触，材料硬或者柔软，并不妨碍 “雕刻” 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料，或者是在柔软的材料上雕刻，刻划的速度一样。倘若与计算机相配合，控制激光束移动，雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上，扫描仪输出的讯号经过计算机处理后，用来控制激光束的动作，就可以自动地在木板上，玻璃上，皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时，聚焦起来的激光束很细，相当于非常灵巧的雕刻刀，雕刻的线条细，图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻，已广泛用于微电子工业和生物工程。

优点：

1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。

2、比传统腐蚀精美，没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。

3、电脑控制、图文可随意改动。

4、显著增强竞争能力，速度快接近0%的废品率。

5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。

6、加工精度可达到0.01mm，保证同一批次的加工效果完全一致

水转印工艺简介

水转印是一项融合了复杂的化学及水压原理而形成的一种转印技术。此技术是针对一般传统印刷及热转印、移印、网印（丝印）表面涂装所不能克服的复杂造型及死角问题所研发出来的一种革命性的转印技术。

特点：

1、水转印工艺适用于任何素材的复杂外形及表面（如塑料ABS、PC、PP、尼龙、木材、金属、玻璃、电木、陶瓷等）

2、水转印工艺防水不轻易褪色，使美观的外表持久不变。

3、超过数百种的天然花纹。如木纹、石纹、卡通和各种动物图案。也可以设计自己独有的花纹。

适用范围：

1、国防工业类：钢盔、对讲机、枪柄、望远镜等；

2、电器类：电视机外壳、遥控器、电话机、手电筒、电冰箱、洗衣机、抽油烟机、计算机、鼠标等；

3、汽车类：汽车仪表板、后视镜、排档头、茶杯架、剎车板、轮圈盖、水箱护罩等；

4、家俱类：锁头、把手、开关面板、钢管、沙发扶手、办公家俱等；

5、鞋类：鞋根、鞋大底、溜冰鞋、运动鞋等；

6、运动器材类：网球拍、高尔夫球杆、撞球杆、定时器、钓杆、浮标等；

7、文具用品类：订书机、笔管、激光指示器、印盒、乐器等；

8、其它类：香水瓶盖、皮箱、珠宝盒、灯罩、花瓶、化妆盒、口红盒、照相机、卫浴设备等

热转印工艺

热转印是通过预热压将热转印花膜图案转印到工件表面。利用热转印膜印刷可将柯色图案一次成图，无需套色，简单的设备也可印出逼真的图案，且色彩鲜艳、亮泽、画面栩栩如生。热转印工艺极富装饰价值，可使产品附加值大增。

★热转印的产品特点：

① 柯色图案一次成形，无需套色。② 设备简单，印工精致。③ 附着力强，耐高温耐磨。④ 色彩鲜艳亮泽，永不褪色。⑤ 符合绿色环保印刷标准，无环境污染

★适用底材：

ABS、PS、PVC、AS、PC、PU、PMMA、PET、PP、PE等塑胶之表面，以及金属、玻璃、木材等材料的涂层面。

★ 热转印技术的优越性：

图案印刷精度高--图案由八色以上大型凹版印刷机，完成以PET薄膜涂布为基材，采用精细的专业铜版，实现高精细度的图形印刷。

拉丝工艺

拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

手机按键表面的金属拉丝效果，是雷射环状拉丝，有专用设备，原理差不多，更精密。喷砂

一、功能或用途

．工件表面的清理

可用作对金属的锈蚀层、热处理件表面的残盐和氧化层、轧制件表面的氧化层、锻造件表面的氧化层、焊接件表面的氧化层、铸件表面的型砂及氧化层、机加件表面的残留污物和微小毛刺、旧机件表面等进行处理，以去除表面附着层，显露基体本色 , 表面清理质量可达到 Sa3 级。．工件表面涂覆前的预处理

可用作各种电镀工艺、刷镀工艺、喷涂工艺和粘接工艺的前处理工序，以获得活性表面，提高镀层、涂层和粘接件之间的附着力。．改变工件的物理机械性能

可以改变工件表面应力状态，改善配合偶件的润滑条件，降低偶件运动过程中的噪音。可使工件表面硬化，提高零件的耐磨性和抗疲劳强度。．工件表面的光饰加工

可以改变工件表面粗糙度 Ra 值。可以产生亚光或漫反射的工件表面，以达到光饰加工的目的。

二、主要参数

影响喷砂加工的主要参数：磨料种类、磨料粒度、磨液浓度、喷射距离、喷射角度、喷射时间、压缩空气压力等。

三、环保特点．极大地改善了粉尘对环境的污染和对工人健康的危害。．可直接安装在生产线上，节省生产面积 , 有利工件周转。．工作方法灵活，工艺参数可变，能适应不同材质和不同精度零件的光饰加工要求。．在工作过程中磨料循环使用，消耗量些

．主要零部件使用寿命长，且便于维修。

常用喷砂工艺参数

获得表面结果的三要素：

压缩空气对喷射流的加速作用（喷砂压力大小的调节）P

磨料的类型（S）

喷枪的距离（H）、角度（θ）

1． 压力大小的调节对表面结果的影响

在S、H、θ三个量设定后，P值越大，喷射流的速度越高，喷砂效率亦越高，被加工件表面越粗糙，反之，表面由相对较光滑。

2． 喷枪的距离、角度的变化对表面结果的影响

在P、S值设定后，此项为手工喷砂技术的关键，喷枪距工件一般为 50-150mm，喷枪距工件越远，喷射流的效率越低，工件表面亦越光滑。喷枪与工件的夹角越小，喷射流的效率亦越低，工件表面也越光滑。

3． 磨料类型对表面结果的影响 磨料按颗粒状态分为球形，菱形两类，喷砂通常采用的金刚砂（白钢玉、棕刚玉）为菱形磨料。玻璃珠为球形磨料。在P、H、θ三值设定后，球形磨料喷砂得到的表面结果较光滑，菱形磨料得到的表面则相对较粗糙，而同一种磨料又有粗细之分，国内按筛网数目划分磨料的粗细度，一般称为多少号，号数越高，颗粒度越小，在P、H、θ值设定后，同一种磨料喷砂号数越高，得到的表面结果越光滑。

下表为不同材质产品为达到不同的处理目的而通常采用的手段（仅供参考）