本书作为高等工科院校模具设计与制造类专业的专业课教材，与传统的相关教材相比，采用案例教学的方法，理论与实践相结合，全书注重模具材料的分类及热处理，模具材料失效分析以及材料的表面强化技术的原理及应用。做到由浅入深，易学易懂，突出模具材料的表面强化技术，兼顾原理与应用。本书可供高等学校材料成型及控制工程专业（模具方向）的学生使用，也可供模具设计与制造专业以及材料热处理专业的工程技术人员参考。

篇模具材料及热处理
1绪论
1.1模具在工业生产中的重要地位
1.1.1模具在工业生产中的地位
1.1.2模具在工业生产中的作用
1.2模具生产的发展趋势
1.2.1发展精密、高效、长寿命模具
1.2.2发展高效、精密、数控自动化加工设备
1.2.3模具制造的基本要求和特点
1.2.4发展各种简易模具技术
1.3模具材料的现状及发展趋势
1.4模具选材、热处理及表面强化技术
1.4.1模具选材及热处理
1.4.2模具表面强化技术
1.5本课程的性质和要求
2模具的失效分析
2.1失效分析
2.1.1失效
2.1.2失效分析
2.2模具的服役条件与模具失效分析
2.2.1模具的服役条件
2.2.2模具失效分析
2.3模具失效形式及失效机理
2.4磨损失效
2.4.1摩擦及磨损的概念
2.4.2粘着磨损
2.4.3磨粒磨损
2.4.4腐蚀磨损
2.4.5接触疲劳磨损
2.5断裂失效
2.5.1断裂分类
2.5.2断口的宏观特征
2.5.3韧性断裂的微观机制
2.5.4脆性解理断裂的微观机制
2.5.5准解理断裂
2.5.6疲劳断裂的微观形貌
2.6金属的断裂韧度
2.6.1裂纹尖端应力场强度因子KⅠ及断裂韧度KⅠc
2.6.2脆性判据
2.6.3影响断裂韧度的因素
2.7变形失效
2.7.1塑性变形失效
2.7.2弹性变形失效
2.8模具失效分析的重要性和基本内容
2.8.1模具失效分析的重要性
2.8.2模具失效分析的基本内容
2.9影响模具失效的因素
2.9.1模具结构
2.9.2模具的机加工质量
2.9.3模具材料
2.9.4热处理
2.9.5模具的服役条件
2.9.6模具维护与管理
2.10模具失效分析实例
案例1Cr12钢冷冲模早期失效原因分析
案例25CrMnMo锻模使用中的失效分析与防止措施
思考题
3冷作模具材料及热处理
3.1冷作模具材料的分类及选用
3.1.1冷作模具材料的分类
3.1.2冷作模具材料的性能要求
3.1.3冷作模具材料的选用
3.2冷作模具材料的热处理
3.2.1高碳非合金冷作模具钢的热处理
3.2.2高碳低合金冷作模具钢的热处理
3.2.3高耐磨冷作模具钢的热处理
3.2.4冷作模具用高速钢的热处理
3.2.5特殊用途冷作模具钢的热处理
3.3新型冷作模具钢热处理案例
案例1GD钢（7CrNiSiMnMoV）
案例265Nb钢（65Cr4W3Mo2VNb）
思考题
4热作模具材料及热处理
4.1热作模具材料的分类及选用
4.1.1热作模具材料的分类
4.1.2热作模具材料的特点及性能要求
4.1.3热作模具钢的选用
4.2热作模具材料的热处理
4.2.1低耐热高韧性热作模具钢的热处理
4.2.2中耐热韧性热作模具钢的热处理
4.2.3高耐热性热作模具钢的热处理
4.2.4奥氏体耐热模具钢的热处理
4.2.5马氏体时效模具钢的热处理
4.3新型热作模具钢热处理案例
案例15Cr2钢（5Cr2NiMoVSi）
案例2H13钢（4Cr5MoSiV1）
案例33Cr2W8V钢制热挤压模具的热处理
案例45CrNiMo钢热锻模热处理工艺的改进
思考题
5塑料模具材料及热处理
5.1塑料模具材料的分类及选用
5.1.1塑料模具材料的分类
5.1.2塑料模具材料的性能要求
5.1.3塑料模具材料的选用
5.2塑料模具钢的热处理
5.2.1非合金型塑料模具钢的热处理
5.2.2渗碳型塑料模具钢的热处理
5.2.3预硬型塑料模具钢的热处理
5.2.4时效硬化型塑料模具钢的热处理
5.2.5耐腐蚀塑料模具钢的热处理
5.2.6整体淬硬型塑料模具钢的热处理
5.3新型塑料模具钢及其热处理案例
案例125CrNi3MoAl钢
案例28Cr2S钢（8Cr2MnWMoVS）
思考题
6其他模具材料
6.1铸铁模具材料
6.1.1铸铁模具材料概况
6.1.2铸铁模具材料的应用
6.2硬质合金和钢结硬质合金模具材料
6.2.1硬质合金模具材料
6.2.2钢结硬质合金模具材料
6.3有色金属及合金模具材料
6.3.1锌基合金模具材料
6.3.2低熔点合金模具材料
思考题
第二篇模具表面强化技术
7金属构件的表层残余应力
7.1残余应力的基本概念
7.1.1残余应力的性质及平衡条件
7.1.2残余应力的分类
7.1.3残余应力的极限
7.2残余应力的形成
7.2.1不均匀塑性变形引起的残余应力
7.2.2温度差异引起的残余应力
7.2.3焊接形成的残余应力
7.2.4金属的相变应力
7.3残余应力对金属构件性能的影响
7.3.1残余应力对疲劳强度的影响
7.3.2残余应力对静载强度的影响
7.3.3残余应力对加工精度的影响
7.3.4残余应力对刚度的影响
7.3.5残余应力对应力腐蚀的影响
7.4残余应力的测量
7.4.1应力释放法
7.4.2物理方法
思考题
8金属表面形变强化
8.1金属表面形变强化的机理及主要方法
8.1.1表面形变强化原理
8.1.2表面形变强化的主要方法
8.2喷丸强化
8.2.1喷丸强化用的设备
8.2.2喷丸材料
8.3喷丸强化工艺参数对材料疲劳强度的影响
8.3.1喷丸表层的残余应力
8.3.2喷丸表面质量及影响因素
8.4表面形变强化在模具表面强化工艺中的应用
思考题
9表面淬火
9.1感应加热表面淬火
9.1.1感应加热基本原理
9.1.2感应加热表面淬火工艺
9.1.3超高频感应加热表面淬火
9.1.4双频感应加热淬火和超音频感应加热淬火
9.1.5冷却方式和冷却介质的选择
9.1.6感应加热淬火件的质量检验
9.2火焰加热表面淬火
9.2.1火焰特性
9.2.2火焰加热表面淬火方法
9.2.3工艺参数选择
9.2.4火焰淬火的质量检验
9.2.5火焰淬火的安全技术要求
9.3其他表面淬火方法简介
9.3.1电解液淬火
9.3.2接触电阻加热淬火
9.3.3浴炉加热表面淬火
9.4表面淬火方法在模具表面强化工艺中的应用
思考题
10热扩渗技术
10.1热扩渗技术的基本原理与分类
10.1.1热扩渗技术的基本原理
10.1.2渗层形成机理
10.1.3热扩渗速度的影响因素
10.1.4扩渗层的组织特征
10.1.5热扩渗工艺的分类
10.2渗碳
10.2.1渗碳的目的及意义
10.2.2渗碳方法
10.2.3渗碳工艺
10.2.4渗碳后的热处理
10.2.5渗碳热处理后的组织与性能
10.2.6渗碳在模具表面强化工艺中的应用
10.3渗氮
10.3.1渗氮的目的及意义
10.3.2渗氮方法
10.3.3渗氮工艺
10.3.4渗氮工件的预处理
10.3.5渗氮后的组织与性能
10.3.6渗氮在模具表面强化工艺中的应用
10.4碳氮共渗
10.4.1碳氮共渗的特点及分类
10.4.2碳氮共渗方法
10.4.3碳氮共渗在模具表面强化工艺中的应用
10.5渗硼
10.5.1渗硼的特点及分类
10.5.2渗硼方法
10.5.3渗硼层的组织
10.5.4渗硼在模具表面强化工艺中的应用
10.6渗金属
10.6.1渗金属的特点及分类
10.6.2气体渗金属方法
10.6.3液体渗金属方法
10.6.4固体渗金属方法
10.6.5渗金属法在模具表面强化工艺中的应用
思考题
11等离子体扩渗技术
11.1离子渗氮
11.1.1离子渗氮的主要特点
11.1.2离子氮化原理
11.1.3离子渗氮设备
11.1.4离子渗氮工艺
11.2离子渗碳、离子碳氮共渗
11.2.1离子渗碳原理及优点
11.2.2离子碳氮共渗、离子氮碳共渗
11.3等离子体扩渗技术在模具表面强化工艺中的应用
案例离子氮化PECVD TiN膜复合处理提高切边模具寿命研究
思考题
12激光表面处理技术
12.1激光表面处理设备
12.1.1激光的产生
12.1.2激光器
12.1.3激光处理用的外围设备
12.2激光表面改性工艺
12.2.1激光表面相变硬化
12.2.2激光表面熔覆与合金化
12.2.3激光表面非晶化与熔凝
12.2.4激光冲击硬化
12.3复合表面改性技术
12.3.1黑色金属复合表面改性技术
12.3.2有色金属复合表面改性处理
思考题
13电子束表面处理技术
13.1电子束表面处理原理与设备
13.1.1电子束表面处理原理
13.1.2电子束表面处理设备
13.2电子束表面处理工艺
13.2.1电子束表面处理工艺的特点
13.2.2电子束表面相变强化
13.2.3电子束表面熔凝
13.2.4电子束表面合金化
13.2.5电子束表面非晶化
13.3电子束表面改性技术在模具表面强化工艺中的应用
案例1Cr12Mo1V1(D2)模具钢电子束表面改性研究
案例2几种典型电子束表面改性处理实例与效果
思考题
14电镀与化学镀
14.1电镀
14.1.1电镀基本知识
14.1.2常用金属及合金电镀
14.1.3电镀技术在模具表面强化工艺中的应用
14.2电刷镀
14.2.1电刷镀基本原理
14.2.2常用金属电刷镀
14.2.3电刷镀技术在模具表面强化工艺中的应用
14.3化学镀
14.3.1化学镀的基本原理
14.3.2常用金属化学镀
14.3.3化学镀技术在模具表面强化工艺中的应用
思考题
15气相沉积技术
15.1化学气相沉积（CVD）
15.1.1化学气相沉积设备
15.1.2沉积过程
15.1.3工艺要求
15.1.4化学气相沉积在模具表面强化工艺中的应用
15.2物理气相沉积（PVD）
15.2.1物理气相沉积的分类
15.2.2真空蒸发镀膜
15.2.3阴极溅射
15.2.4离子镀
15.2.5物理气相沉积在模具表面强化工艺中的应用
思考题
16堆焊技术
16.1概述
16.1.1稀释率
16.1.2熔合比
16.1.3熔合区的成分、组织与性能
16.1.4热循环的影响
16.1.5热应力
16.1.6堆焊工艺的主要应用
16.2堆焊合金的种类及选择
16.2.1铁基堆焊合金
16.2.2镍基堆焊合金
16.2.3钴基堆焊合金
16.2.4堆焊合金的选取原则
16.3堆焊方法的分类及选择
16.3.1堆焊方法的分类及特点
16.3.2堆焊方法的选择
16.4堆焊技术在模具表面强化工艺中的应用
案例1电渣堆焊锤锻模
案例2大型镶块式修边模具的堆焊
思考题
17热喷涂与热喷焊
17.1热喷涂概述
17.1.1热喷涂的基本原理
17.1.2热喷涂涂层的结合机理
17.1.3热喷涂技术的特点
17.2热喷涂方法分类及一般工艺流程
17.2.1热喷涂方法分类及特点
17.2.2热喷涂的一般工艺流程
17.3热喷涂材料的性能要求及分类
17.3.1热喷涂材料的性能要求
17.3.2热喷涂材料的分类
17.3.3热喷涂材料的选取原则
17.4热喷焊工艺及特点
17.4.1热喷焊工艺的一般特点
17.4.2热喷焊工艺的一般工艺流程
17.4.3热喷焊工艺在模具表面强化中的应用
思考题
18离子注入与电火花表面强化
18.1离子注入
18.1.1离子注入原理
18.1.2离子注入特征
18.1.3离子注入提高表面性能的机理
18.2离子注入在提高模具使用寿命方面的应用
案例1铝型材热挤压模具的离子注入
案例2注塑模具的离子注入
案例3一些常用工模具的离子注入改性效果
18.3电火花表面强化技术
18.3.1电火花表面强化原理
18.3.2电火花表面强化过程
18.3.3电火花表面强化特点及强化层特征
18.4电火花表面强化技术在模具表面强化工艺中的应用
案例1煤车弹簧三角盖落料冲裁模电火花表面强化
案例2用电火花强化工艺修复锻模磨损表面
思考题
参考文献