碳溶解在γ-Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用符號A表示。圖為奧氏體的原子排列示意圖，它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。  圖   奧氏體原子排列示意圖由于γ-Fe是面心立方晶格，晶格的間隙較大，故奧氏體的溶碳能力較強。在727℃時碳在γ-Fe中的溶解度為0.77%。隨著溫度的上升，溶解度逐漸增大，在1148℃時其溶解度可達到2.11%。奧氏體的強度和硬度不高(Rm≈400MPa，120~220HBW)，但塑性很好（A≈40%~60%），所以鋼材在進行

由前面的熱處理演示可以看到：同一種鋼，加熱條件相同，采用不同的冷卻速度或冷卻方式，可以獲得不同的組織和性能。為了弄清這些差別的原因，下面以共析鋼為例分析奧氏體在冷卻過程中的組織變化規(guī)律。在熱處理工藝中常采用等溫冷卻轉(zhuǎn)變和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種冷卻方式。等溫冷卻轉(zhuǎn)變是將奧氏體化的鋼迅速冷卻到A1下某一溫度，并在此溫度下保溫，使奧氏體在一定的過冷度下向穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)束后，再空冷（即在空氣中冷卻）到室溫。連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變是把已奧氏體化的鋼以不同的冷卻速度，如爐冷（隨爐冷卻）、空冷、油冷（在油中冷卻）、水冷（在水中冷卻）

萊氏體分高溫萊氏體和低溫萊氏體。高溫萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物，用符號Ld來表示。它是w(C)為4.3%的液態(tài)鐵碳合金在1148℃時，從液相中同時結(jié)晶出的奧氏體和滲碳體的混合物。由于奧氏體在727℃時還將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由珠光體和滲碳體組成，這種混合物叫低溫萊氏體，用符號Ld′來表示。萊氏體的力學(xué)性能和滲碳體相似，硬度很高(> 700HBW)，塑性很差。綜上所述，上述五種基本組織中，鐵素體、奧氏體和滲碳體都是單相組織，稱為鐵碳合金的基本相。珠光體、萊氏體則是由基本相混合組成的

碳素鋼（簡稱碳鋼）是指w(C)小于2.11%的鐵碳合金。碳鋼的價格低廉，冶煉方便，加工容易，具有良好的力學(xué)性能，一般在滿足使用性能要求的前提下，選用鋼材時首先考慮它，因而在機械制造中應(yīng)用最為廣泛。碳素鋼并不是單純的鐵碳合金，還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)元素。這些元素是在冶煉過程中不可避免地由煉鋼原料帶入的，通常稱為常存元素，它們的存在會對鋼的性能帶來一定的影響。(1)錳  錳在鋼中是有益元素。錳主要是煉鋼時用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。在碳鋼中錳大部分溶入鐵素體，起到固溶強化的作用，提高了鋼的強

由于硬質(zhì)合金具有很高的熱硬性和耐磨性，還有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和耐腐蝕性，因而可用于制造某些熱作模具。鎢鈷類硬質(zhì)合金（通常制成鑲塊）可用于熱切邊凹模、壓鑄模、工作溫度較高的熱擠壓凸?；虬寄５?。典型舉例1：氣閥挺桿熱鐓擠模，原采用3Cr2W8V鋼制作，熱處理后的硬度為49~52HRC，使用壽命0.5萬次。后在模具工作部分零件采用YG20硬質(zhì)合金鑲塊，模具壽命提高到15萬次。應(yīng)用于熱作模具的還有奧氏體不銹鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金和高碳高鉻合金鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。例如ST60鋼結(jié)合金制熱擠壓模在960℃左右擠壓純銅時，其使用壽命

鐵碳合金相圖是表示在平衡條件（緩慢冷卻或緩慢加熱）下，不同成分的鐵碳合金在不同溫度下具有的組織或狀態(tài)的圖形。它是研究鐵碳合金的組織、性能變化規(guī)律的基本工具，是合理選用鋼鐵材料、制定熱加工工藝（熱處理、鍛造、鑄造）的依據(jù)。由于w(C)大于6.69%的鐵碳合金脆性很大，在生產(chǎn)中沒有使用價值，所以我們只研究w(C)小于6.69%的鐵碳合金。故鐵碳合金相圖也可認為是Fe-Fe3C相圖。為了便于分析，將Fe-Fe3C相圖中實用意義不大的左上角和左下角部分進行了簡化，簡化后的鐵碳合金相圖如圖所示。   &n

塑料模具中具有許多單純?yōu)榱私M成模具結(jié)構(gòu)的零件，如注射大規(guī)模的座板、墊塊等，一般采用碳結(jié)構(gòu)鋼。(1) Q235A鋼  該鋼為廉價的鋼，用于注射模的動模及定模座板、墊塊，壓縮模的蓋板等。(2) 45鋼  該鋼為產(chǎn)量最大用途最廣泛的鋼，可用于注射模的推桿固定板、側(cè)滑塊導(dǎo)軌、側(cè)滑塊體等。也可以用于制造形狀簡單的凸模型芯和凹模型腔。但其有效壽命——指保證精度的壽命不過5萬~8萬次，而且拋旋光性不良，不能拋到Ra0.4。調(diào)質(zhì)后硬度不足而且硬化層淺。(3) 55鋼&

在鋁合金表面處理中干燥是一個必不可少的環(huán)節(jié)，不管是加工完成后或是經(jīng)圖文轉(zhuǎn)移后都需要進行干燥處理。常用的干燥方法有自然干燥和加溫干燥（也即是烘干）兩種。1、自然干燥自然干燥適用于要求不高的鋁本色氧化的工件或染色工件，這種方法由于不需要加熱，所以干燥速率較慢。在南方由于環(huán)境溫度較高，自然干燥也不失為一種節(jié)約干燥成本的方法。采用自然干燥時，經(jīng)表面處理后的工件在清洗時一定要注意水質(zhì)，以防止工件經(jīng)干燥后出現(xiàn)印跡。2、烘干烘干是鋁合金表面處理中最常用的干燥方法，按烘烤的溫度不同可分為低溫烘干、中溫烘干和高溫烘干。(1)低溫烘干

非調(diào)質(zhì)型預(yù)硬塑料模具鋼通過合理的化學(xué)成分配比，不需要調(diào)質(zhì)處理，經(jīng)過鍛、軋加工空冷后可實現(xiàn)預(yù)硬化，硬度一般為30~40HRC，不需要再進行調(diào)質(zhì)處理。為改善可加工性能，有些鋼中還添加了適量的P、S和Ca。該類鋼可節(jié)約能源和生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，具有良好的應(yīng)用前景。國內(nèi)對非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼的開發(fā)較晚，F(xiàn)T、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS是近幾年開發(fā)的新鋼種。經(jīng)鍛、軋加工和空冷后，F(xiàn)T鋼直徑為Φ100mm圓鋼的硬度可以達到30~35HRC。鍛（軋）后直接得到要求的硬度，一般為30~40HRC。如我國的3Cr2M

易切削預(yù)硬型塑料模具鋼包括5NiSCa、SM1、SM2、8Cr2。它們均含S或Ca，調(diào)質(zhì)硬度為36~45HRC時，切削性能與調(diào)質(zhì)態(tài)45鋼相近。這四種鋼除了用作各種塑料模外，還可用于膠木線路板沖孔模及精密沖裁模導(dǎo)向板。分別簡單介紹如下：1、5NiSCa。熱處理工藝：880~930℃油冷，550~680℃回火，硬度為30~45 HRC；可鍍Cr、Ni，鏡面拋光性能良好，適于制造透明塑料模具。2、SM1。熱處理工藝：880~930℃油冷，550~680℃回火，硬度為30~ 45HRC：可鍍Cr、Ni，還可滲氮。鏡面拋光性

(1)機械加工性能優(yōu)良  塑料模具型腔的幾何形狀非常復(fù)雜，而且要求加工深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位。鋼材必須具有易切削的性能，在選擇鋼材時，如果其他條件都能滿足，則這一條件是最后選定時的依據(jù)。(2)拋光性能優(yōu)良  無論何種塑料模具，其型腔的允許表面粗糙度極小，幾乎都要求能做到鏡面光澤。而要達到鏡面光澤，鋼材必須具有≥38HRC的硬度，而硬度達到55HRC為最佳，要達到鏡面光澤，首先鋼材中的夾雜物要盡量少，而且不能有氣泡存在，并且顯微組織均勻。在大量生產(chǎn)中用的模具，表面

隨著塑料制件種類的增加和質(zhì)量要求的提高，以及塑料制件成型工藝趨向高速化、大型化、精密化和多型腔化，對塑料模具材料還提出了較高的加工工藝性能要求。1、鍛造性能  材料的導(dǎo)熱性好，在加熱過程中容易內(nèi)外熱透。材料塑性好，變形抗力小，鍛打時不易出現(xiàn)開裂，可鍛性好。2、機械加工性能  塑料模具型腔的幾何形狀大多比較復(fù)雜，型腔表面要求質(zhì)量高，難加工部位較多；因此，模具材料應(yīng)具有優(yōu)良的可加工性和磨削加工性能。對較高硬度的預(yù)硬化塑料模具鋼，為了改善可加工性能，通常向鋼中加入S、Pb、Ca、S

3Cr2Mo鋼是引進的美國塑料模具鋼常用牌號，也是GB/T  1299-2000《合金工具鋼》中正式納標的唯一一種塑料模具鋼。1、化學(xué)成分及臨界相變點?；瘜W(xué)成分見表1。表1  3Cr2Mo鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）CSiMnCrMoP、S0.28～0.400.20～0.800.60～1.001.40～2.000.30～0.55≤0.030臨界相變點：Ac1 770℃、Ac3 825℃、Ar1 640℃、Ar3 760℃、Ms 300℃、Mf 120℃。2、工藝性能。①鍛造：加熱溫度110

1、化學(xué)成分及臨界相變點。3Cr2NiMo鋼是3Cr2Mo鋼的改進型，是在3Cr2Mo鋼中添加了質(zhì)量分數(shù)為0.8%~1.2%的鎳，其化學(xué)成分見表1。國內(nèi)試制的P4410鋼實際成分，與瑞典生產(chǎn)的P20鋼改進型718鋼一致。表1  P4410的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）CMnSiCrMoNiPS0.28～0.400.60~1.000.20～0.801.40~2.000.30～0.550.80～1.20≤0.020≤0.015臨界相變點：Ac1 725℃、Ac3 810℃、Ms 280℃。2、生產(chǎn)工藝

25CrNi3MoAl鋼屬低鎳無鈷時效硬化鋼，這是參考了國外同類鋼的成分，并根據(jù)我國冶煉工業(yè)的特點及使用廠對性能的要求加以改進而研制的一種新型時效硬化鋼，為我國時效硬化型精密塑料模具專用鋼種填補了空白。1、化學(xué)成分及臨界相變點。25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分見表1。表1    25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）臨界相變點：Ac 1740℃、Ac3 780CC、Ms 290℃。2、力學(xué)性能。①硬度：25CrNi3MoAl鋼經(jīng)不同溫度固溶及時效處理后的硬度分別見表2及表

選用不同品種鋼材作塑料模具，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。接下來小編主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點。1、低碳鋼及低碳合金鋼制模具例如20、20Cr、20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成型→再結(jié)晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。2、高合金滲碳鋼制模具例如12CrN13A

8Cr2S屬易切削精密塑料成型模具鋼，是為適應(yīng)精密塑料模和薄板無間隙精密沖裁模的需要而設(shè)計的，其成分設(shè)計采用了高碳多元少量合金化原則，以硫作為易切削元素。1、鋼的特點①熱處理工藝簡便，淬透性好：空冷淬硬直徑在Φ100mm以上，空淬硬度為61.5~62HRC，熱處理變形小。當860~ 900℃淬火，160~300℃回火時，軸向總變形率<0.09%，徑向總變形率<0.15%；②可加工性能好：退火硬度為207~ 239HBW，切削加工時，可比一般工具鋼縮短加工工時1/3以上。硬態(tài)40~ 45 HRC時，用高速

5NiSCa屬易切削高韌性塑料模具鋼，在預(yù)硬態(tài)(35~45HRC)韌性和切削加工性良好；鏡面拋光性能好，表面粗糙度Ra可達0.2~0.1μm，使用過程中表面粗糙度保持能力強；花紋蝕刻性能好，清晰、逼真；淬透性好，可作型腔復(fù)雜、質(zhì)量要求高的塑料模。該鋼在高硬度下(> 50HRC)，熱處理變形小，韌性好，并具有較好的阻止裂紋擴展的能力。1)化學(xué)成分及臨界相變點。5NiSCa鋼采用中碳加鎳，其主要化學(xué)成分見表1。    表1    5NiSCa鋼

時效硬化型塑料模具鋼的共同特點是含碳量低、合金度較高，經(jīng)高溫淬火（固溶處理）后，鋼處于軟化狀態(tài)，組織為單一的過飽和固溶體。但是將此固溶體進行時效處理，即加熱到某一較低溫度并保溫一段時間后，固溶體中就會析出細小彌散的金屬化合物，從而造成鋼的強化和硬化。并且，這一強化過程引起的尺寸、形狀變化極小。因此，采用此類鋼制造塑料模具時，可在固溶處理后進行模具的機械成形加工，然后通過時效處理，使模具獲得使用狀態(tài)的強度和硬度，這就有效地保證了模具最終尺寸和形狀的精度。此外，此類鋼往往采用真空冶煉或電渣重熔，鋼的純凈度高，所以鏡面拋

所謂預(yù)硬鋼就是供應(yīng)時已預(yù)先進行了熱處理，并使之達到模具使用態(tài)硬度。這類鋼的特點是在硬度30~40HRC的狀態(tài)下可以直接進行成形車削、鉆孔、銑削、雕刻、精銼等加工，精加工后可直接交付使用，這就完全避免了熱處理變形的影響，從而保證了模具的制造精度。我國近年研制的預(yù)硬化型塑料模具鋼，大多數(shù)是以中碳鋼為基礎(chǔ)，加入適量的鉻、錳、鎳、鉬、釩等合金元素制成。為了解決在較高硬度下切削加工難度大的問題，通過向鋼中加入硫、鈣、鉛、硒等元素，以改善可加工性能，從而制得易切削預(yù)硬化鋼。有些預(yù)硬化鋼可以在模具加工成型后進行滲氮處理，在不降低