材料表面处理工艺

材料表面处理工艺（精选8篇）

材料表面处理工艺 篇1

【摘要】随着经济的发展、社会的进步，在现代工业中装备制造业的作用越来越重要，作为装备制造业的基础，模具制造业对我国装备制造业的发展水平具有很大的影响。

装备制造业具有其独特性，因此其更加注重依靠于高精度技术。

目前，热处理工艺和模具材料等在技术上支持模具制造业。

本文围绕着常用模具材料及其热处理工艺这一主题展开了讨论。

【关键词】模具材料 热处理 合理选择

目前的社会中工业得到了极大的发展，在工业生产的发展过程中，模具开始出现。

在工业中广泛应用模具，能够促进产量进行大幅度的提高，使人们的需求能够得到更好地满足。

随着经济的发展、社会的进步，在人们的生活中模具越来越受到人们的关注，其应用范围也越来越广泛，模具也因此得到了发展，进一步促进经济发展。

在模具制造中模具材料是其进行的基础，模具包括塑料模具钢、热作模具钢和冷作模具钢三类[1]。

一、常用的模具材料

(一)高速钢

由于具有较高的韧性和热塑性，钼系高速钢能够应用的更加广泛，对于精度以及大批量生产冷作模具来说非常重要。

(二)碳素工具钢

在我国已经大量使用、生产碳素工具钢，碳素工具钢具有价格便宜、切削加工性好，退火易软化、锻造性好的优点，其缺点在于需要用水作冷却介质，具有较低的淬透性，因此碳素工具钢容易断裂或变形。

结合碳素工具钢的优点和缺点，也以得出其不适合当大型模具的结论，在进行模具制作时，可以将其做为变形要求不高、形状简单、受力小、制作尺寸小的模具，从而促进资源利用率的提升。

(三)超硬高速钢

为了对难切削材料的需要相适应，超硬高速钢逐渐发展了起来，其目的在于使热硬度和硬度得到进一步的提高。

在其发展过程中，逐渐出现了一些难题，超硬高速钢具有较差的抗弯曲能力和韧性，难以进行加工。

超硬高速钢高含量的碳使其具有较大的硬度，但是其高含量的碳，也使其容易出现韧性差的特点，出现过烧现象。

(四)高碳高铬模具钢

高碳高铬模具钢的优点在于其耐磨性、淬硬性和淬透性良好，不容易变形，属于微变形高耐磨模具钢，与高速钢相比较承载能力较差。

其缺点在于其严重的碳化物偏析，因此需要不断进行改锻、镦拔，对其不均匀性进行改变，使其使用性能得到提高[2]。

(五)基体钢

基体钢就是在在高速钢的基本成分上进行少量其他成分的添加，对含碳量进行适当增减，对钢的性能进行改善，这种钢就是基体钢。

基体钢是冷作模具钢，具有较强的韧性，具有上述钢的全部优点。

除此之外与高速钢相比，基体钢的生产成本较低，具有很高的应用价值。

(六)钢结硬度合金和硬质合金

与其他模具钢相比，硬质合金具有较高的耐磨性和硬度，因此其具有较差的韧性和抗弯强度。

钢结硬质合金是将碳化钨或碳化钛为硬质相，少量合金元素粉末加入铁粉中去作为粘合剂，按照冶金方法烧结粉末而出。

钢是钢结硬质合金的基体，可以对其进行热处理、锻造、焊接和切削。

二、热处理工艺

(一)生冷处理

在深冷处理模具钢后，可以使其力学性能得到提高，从而促进其使用寿命的提高。

可以在回火和淬火工序间对模具钢进深冷处理，深冷处理可以促进钢的抗回火稳定性和耐磨性的提高。

深冷处理不仅能使得模具冷却，还能在硬质合金和热作模具中进行使用[3]。

(二)模具的降温淬火和高温淬火

热作模具钢中部分使用了温度高于常规淬火的温度进行淬火加热，从而对钢中碳化物的形态进行改善，使其数量减少，在进行淬火之后，能够使其使用寿命延长。

(三)真空热处理

在真空热处理后，模具钢变形小，具有较好的表面状态。

其原因在于真空加热时，模具钢表面会出现活性状态，不会产生氧化膜阻止其冷却，也不会脱碳。

在进行真空加热后，脱气效果会出现在钢的表面，因此其力学性能较高，具有较高的抗弯强度和炉内真空度。

在进行真空淬火后，会在一定程度上提高钢的断裂韧性，与常规工艺相比，模具寿命会有40%以上的提高，在实际生产中，已经广泛的应用了冷却模具真空淬火技术。

(四)渗金属和渗硼

在渗硼中固体渗硼的应用最为广泛，在固体渗硼后，其表层会具有较大的抗氧化性、耐腐蚀性、硬度和耐磨性。

冷作模具是渗硼工艺最常用的对象，能够提高其耐磨性，从而促进模具寿命的提高。

对此，可以不再使用高合金钢制作模具，而选择应用中碳钢渗硼。

热挤压模等热作模具也可以使用渗硼来进行处理。

(五)高能束热处理

电子束、激光是高能束热处理的热源[4]。

可控性能好、处理环境清洁、不需要冷却介质、工件变形小、可以根据需要选择加热面积、加热速度快就是其共同特点，自动化处理能够更加容易实现，从而使得模具寿命提高，促进其应用更加广泛。

(六)化学热处理

化学惹出灵促进模具表面抗氧化性、耐蚀性和耐磨性进行提升。

在化学热处理中大多数所采用的都是工艺都是在模具钢的表面进行处理。

使用高温回火的合金钢模具，可以在回火的时候对其表面进行氮碳或液氮的共渗。

在液氮工艺中，目前使用最多的就是高频渗氮和离子渗氮等工艺。

离子液氮能够促使液氮时间缩短，获取高质量渗层。

离子液氮还能使抗热疲劳性、耐磨性、抗蚀性进行提高。

热挤压模、压铸模在氧碳共渗后能够促进其抗疲劳性能的提高。

对于冷冲模、冷挤压模、冷镦模来说，氧碳共渗的应用效果较好。

结语：

本文就常用模具材料及其热处理工艺进行了探讨，首先介绍了常用的模具材料，随后介绍了热处理工艺。

我国在研究开发模具热处理的过程中，在不同程度上推广应用了新的模具热处理技术。

在科学技术进步的过程中，我国模具热处理具有越来越精湛的工艺，这促进了我国的工业发展越来越好[5]。

【参考文献】

[1]吴晓春，左鹏鹏.国内外热作模具钢发展现状与趋势[J].模具工业，，10：1-9.

[2]李保健，钟利萍.国内模具材料发展及其应用[J].新技术新工艺，，04：67-70.

[3]方军华，周小振，周云.铝质易开盖刻线刀模材料的研究与应用[J].机械工程师，，01：270-273.

[4]苗高蕾.浅谈常用模具材料及其热处理工艺[J].现代经济信息，2015，21：356.

[5]贾庆雪.常用铸造齿轮材料及其热处理工艺方法[J].金属加工(热加工)，，15：51-55.

模具材料与热处理工艺选择问题【2】

【摘 要】影响模具寿命的因素很多，其中模具材料选择不当或热处理工艺不合适，是造成模具早期失效的关键因素。

【关键词】模具材料;热处理工艺;模具寿命

0.引言

模具是一种重要的加工工艺装备，是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。

随着工业生产的发展，对工业产品的品种、形状、数量、质量等的要求越来越高，对模具的需要量相应增加，对模具质量的要求也越来越高;模具性能好坏，寿命高低，直接影响产品的质量和经济效益。

模具寿命是直接影响产品质量、加工效率和成本的重要因素之一，也是衡量模具制造水平的重要指标。

模具的失效分为偶然失效和工作失效。

偶然失效是指模具因设计错误、使用不当引起模具过早破损;工作失效是指模具因正常破损而结束寿命。

总的失效形式主要以表面损伤、塑性变形、断裂为主。

影响模具寿命的因素是多方面的，其中，热处理不当约占45%，选材不当、模具结构不合理约占25%，工艺问题约占10%;润滑问题、设备问题等因素约占20%，由此可见模具材料与热处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。

1.冷冲模具材料及其热处理的选择

冷冲模具的使用寿命通常和模具的硬度、强度、耐磨度及抗冲击韧性有着直接的关系。

因此，对模具材料和热处理工艺过程的要求就更高。

对冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。

1.1低淬透性冷作模具钢及其热处理

满足这些性能要求的冷作模具材料有低淬透性冷作模具钢、低变形冷作模具钢、高合金工具钢等，其中碳素工具钢是使用最多的低淬透性冷作模具钢，其特点是含碳量高，马氏体转变温度点(以下简称Ms点)低，临界冷却速度快，在快速淬火冷却时，产生热应力变形，使模具沿主导方向收缩变形，材料的含碳量越高，收缩量越大。

这种收缩会在模具内部产生很大的内应力，必须通过回火或其他的方法有效地消除内应力。

当然这种变形量的大小要受模具截面尺寸、淬火加热温度、淬火冷却方式和回火温度等因素的影响。

因此，淬火和回火工艺是影响低淬透性冷作模具寿命的主要因素。

因为碳素工具钢模具多为中、小截面(10～50mm)。

为减小淬火变形，T10A，T12A一般选择较低的淬火温度。

当采用硝盐浴或碱浴冷却时，淬火加热温度可选择810～820℃;如果是水-油冷却，加热温度为760～780℃。

对于T8A钢，根据模具截面尺寸的增大适当提高淬火温度以提高模具的淬火后硬度。

采用水淬时，对于截面厚度t小于15mm的制件，加热温度应选择800～820℃;截面厚度t在30～50mm时，加热温度应选择820～830℃。

采用硝盐浴分级淬火时，可在以上所述淬火温度上做适当调整。

碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，当回火温度超过200℃时硬度就会明显下降。

而且当回火温度在200～250℃时，会产生回火脆性，导致韧性下降。

因此，韧性要求比较高的碳素工具钢模具应该避免在此温度回火。

同时，采用250℃回火时，淬火马氏体会产生不同程度的分解，使模具产生收缩变形。

因此，为了减少收缩变形，在保证模具使用性能的条件下，应尽可能降低回火温度。

1.2低变形冷作模具钢及其热处理

低变形冷作模具钢是在碳素工具钢基础上加入少量合金元素发展起来的，CrWMn是其典型钢种。

CrWMn钢具有高淬透性，淬火时不需要强烈的冷却，淬火变形比碳素工具钢明显减少。

但是，这类钢的变形同样受到淬火加热温度、冷却方法、回火工艺和模具截面尺寸的影响。

该钢淬火温度的选择，由于钨形式碳化物，所以这种刚在淬火及低温回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度。

当采用800℃加热淬火时，既能获得较高的硬度(63HRC)还可以获得较高的抗弯强度和韧性。

如果继续提高淬火温度，硬度上升但冲击韧度、抗弯强度会降低。

当淬火温度大于850℃时，硬度也开始下降。

因此，为减小变形并获得高的耐磨性，由这些钢制造的模具，其淬火加热温度不宜过高。

CrWMn钢淬火常用的冷却介质是硝盐浴和矿物油，其中硝盐浴的使用温度较高而冷却能力却比油大。

对于精度要求高的模具，根据硬度要求选择不同的温度进行等温淬火，等温时间不宜过长，等温后随硝盐浴一起缓冷。

CrWMn钢等温淬火后比普通淬火的强韧性高，对于易产生断裂的模具可采用等温淬火。

该钢淬火后于150～160℃回火，可使原来淬火后膨胀的体积产生收缩。

回火温度升高到220～240℃，又开始出现尺寸膨胀，在260～320℃回火时，会出现尺寸膨胀的最大值，而继续提高温度，变形又趋于收缩。

当CrWMn钢要获得大于60HRC的硬度时，回火温度应不超过200～220℃。

因此，在选择回火温度时应根据模具的结构、尺寸和硬度要求合理选择回火温度。

选择合理的回火温度可以最大限度地消除由淬火产生的内应力，有效提高模具的寿命。

1.3高合金工具钢及其热处理

高耐磨微变性冷作模具钢、高强度高耐磨冷作模具钢、高强韧性冷作模具钢主要是高合金工具钢，用来制造模具的常用牌号有Cr12，Cr12MoV，Cr6WV，Cr5MoV和Cr4W2MoV等。

这类钢的含碳量高，同时含有大量的碳化物形成元素，具有高的淬透性、耐磨性和热硬性。

高合金工具钢由于淬透性高淬火时不需要快速冷却，因此产生的内应力小。

高合金钢模具淬火温度的选择应首先考虑控制淬火变形。

试验证明：当淬火温度为1030～1040℃时模具的变形量最小，接近于零。

低于这个温度淬火，制件发生胀大变形;高于这个温度淬火，制件收缩变形。

淬火温度为1100℃时，收缩量会急剧增大。

为防止模具在高温下氧化和脱碳，一般应在盐浴炉中加热。

冷却方法的选择则根据模具的具体情况和要求而定。

截面尺寸大的模具可用150～200℃的油来充当淬火冷却介质，停留一段时间出油后空冷;大多数中、小尺寸的模具可以采用250～300℃的硝盐浴分级冷却;精度要求高、形状不对称的模具可以采用540～600℃的氯化盐和250～300℃的硝盐浴2次分级冷却;精度要求很高，需要严格控制变形的模具，可以采用2次分级冷却，并在硝盐浴中停留一段时间后随硝盐浴一起缓慢冷却，这样可以最大限度地减小内应力，避免模具开裂或产生细小的裂纹，从而提高模具的使用寿命。

高碳高铬钢的回火抗力高，回火时马氏体的分解和残余奥氏体的转变是影响模具尺寸变形的两个主要因素。

Cr12MV钢采用低温淬火和低温回火时，可以获得高度硬度、强度和断裂韧度;若采用高温淬火与高温回火，将获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，但抗压强度和断裂韧度较低;而采用中温淬火与中温回火，可以获得最好的强韧性配合。

在生产中，采用何种淬回火工艺，应根据模具的工作条件来确定。

2.结论

模具材料是模具制造业的物质基础和技术基础，其品种、规格、质量对模具的性能、使用寿命起着决定性作用。

模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程。

它对模具的寿命有着直接的影响。

当热处理工艺不当时，热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等会导致主要性能如模具的韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降，从而影响模具的工作寿命。

因此，对于不同的冷冲模具应该选择不同的模具材料以及相应的热处理工艺。

【参考文献】

[1]程培源.模具寿命与材料[M].北京：机械工业出版社，.

模具材料与热处理工艺选择问题【3】

【摘 要】随着科学技术的发展和不断提高，模具材料的热处理工艺的选择问题得到了很好的解决。

近几年，我国模具行业发展迅速，不过模具材料的水平和热处理工艺跟发达国家相比，还有很大的差距。

目前模具市场的竞争非常激烈，如何提高模具的生产质量和减少产生周期是一个很重要的问题。

延长模具的性能会带来巨大的经济效益和社会效益。

从理论上讲，模具的性能主要包括精度和表面光洁度。

【关键词】模具材料 热处理工艺 问题研究

在现阶段，模具是一种很重要的加工工艺装备，也是我国制造业发展的重要基础。

随着我国工业的不断发展，对模具材料的性能要求越来越高，对模具材料的需求也相应的增加。

模具材料的性能好坏决定着产品的质量和经济效益。

而模具的寿命对于加工效率和成本也有非常大的影响。

从理论上讲，模具的失效分为工作失效和偶然失效，工作失效指的.是模具在正常工作时发生破损而导致模具寿命的结束。

偶然失效指的是模具由于设计的错误从而导致模具过早的破损。

影响模具寿命的因素包括五点：第一热处理不当，占百45%[1]。

第二，选材不当导致模具结构的不合理，占25%。

第三，工艺问题，占大约10%。

第四，润换问题导致设备损坏，占大约20%。

由此可见，模具材料与热处理之间的关系是影响模具寿命最主要的因素。

解决热处理工艺问题是增加模具寿命的关键。

1 模具材料简介

1.1 冷作模具材料

在模具材料中，冷作模具的种类一般比较多，而且形状结构的差异也比较大。

这种模具材料的工作条件和性能不是很相同。

因此，在选择冷作模具时候，要进行综合的考虑，才能发挥材料的功能。

目前，我国常用的冷作模具材料主要分为四大类：高速钢、硬质合金、碳素工具钢和合金工具钢[2]。

1.2 热作模具材料

在模具材料中，热作模具的选用比较苛刻，热作模具通常要在600℃左右的高温下进行工作，因此对于模具材料的选择有更高的要求，模具材料的强度，硬度，耐磨性和抗冷热疲劳度都要很好。

此外，模具材料还要具备抗氧化性和抗腐蚀性。

为了更好地适应先进的加工技术，很多新设备对于模具材料的韧性也做出了比较高的要求，随着一些新型热加工技术的出现和发展，新型模具材料也应运而生。

例如，铁基高温合金、镍基高温合金和难熔合金用来做高温的热作模具材料[3]。

1.3 塑料模具材料

随着石油化工行业的不断发展，塑料模具已经成为了非常重要的工业原料。

近年来，塑料制品越来越多，因此用于制品的塑料模具消耗量也很多。

与传统的冷作和热作模具相比，塑料模具的性能更为特殊。

塑料模具具有较高的硬度，一般的耐磨性和足够的深化深度。

此外，塑料模具还有较低的耐热性，在200℃-250℃的温度下工作，塑料模具不变形，不养化，稳定性很好。

最后，塑料模具的耐腐蚀性比热作和冷作模具要好很多。

1.4 玻璃模具材料

玻璃模具材料是一种新型的模具，目前，随着科学的不断发展，很多大型公司都在研制性能更好的玻璃模具材料来代替其他模具[4]。

2 冷作模具材料及其热处理的选择

对于冷作模具来讲，其使用寿命与模具的硬度，强度和耐磨性有很大的关系。

因此，对于冷作模具的热处理工艺要求很高。

对于冷作模具材料的主要性能要求是：首先要有很好的耐磨性，高强度和足够的韧性;其次要具有很好的抗疲劳性，抗擦伤性以及咬合性。

2.1 低淬透性冷作模具钢及其热处理

满足以上性能要求的冷作模具材料包括低淬透性冷作模具钢，低变形冷作模具钢和高合金工具钢等。

在低淬透性冷作模具钢中使用最多的是碳素工具钢，其主要特点是含碳量比较高，耐热性比较好，可以在临界迅速地冷却并产生热应力的变形，这种变形可以主导模具的收缩方向。

碳素工具钢的含碳量越高，其收缩量也就越大[5]。

除此之外，碳素工具钢的收缩会导致模具内部产生很大的内应力，这种内应力必须通过回火或者其他的方法进行消除。

当然对于这种变形量的大小也要受到模具截面尺寸和淬火加热温度的影响。

因此，影响低淬透性冷作模具钢冷作模具寿命的主要因素就是淬火的工艺。

2.2 低变形冷作模具钢及其热处理

对于低变形冷作模具钢来讲，其主要是在碳素工具钢的基础上添加少量的合金元素发展起来的。

其中CrWMn是典型的钢种，这种钢结构具有很好的高淬透性。

并且在淬火的时候不需要进行强烈的冷却，淬火的变形量也比碳素工具钢要明显减少。

但是，这类钢的变形也同样受到淬火加热温度和模具截面尺寸的影响。

低变形冷作模具钢淬火温度在选择的时候，由于钨形式碳化物，这种钢在淬火低温回火时都具有很多的碳化物，并且具有很高的硬度。

当采用800℃进行加热淬火时，可以得到较高的硬度(63HRC)，还可以获得较高的抗弯强度和韧性。

如果继续提高淬火温度时，低变形冷作模具钢的硬度就会慢慢地降低，而且抗弯强度也会降低。

当淬火温度大于850℃时，硬度不断开始下降。

所以，为了减少低变形冷作模具钢的变形量和提高耐磨性，淬火的温度不宜过高[6]。

2.3 高合金工具钢及其热处理

对于高合金工具钢来讲，其主要性能与碳素工具钢有一定的区别，高合金工具钢的高强度和耐磨性都比碳素工具钢要好很多。

高合金工具钢的含碳量很高，同时还具有大量的碳化物元素，因此高合金工具钢具有很高的淬透性、耐磨性和热硬性。

高合金工具钢在淬火时候不需要进行快速的冷却，因此产生的内应力比较小。

高合金钢模具的淬火温度的选择，首先要考虑控制淬火的变形。

而冷却的方法则要根据模具的具体要求和情况而定。

高合金工具钢的回火抗力很高，因此，在回火的时候很容易导致马氏体的分解和残余奥氏体的转变，这两种转变和分解都会影响模具尺寸的变形。

因此高合金工具钢一般都采用低温淬火和低温回火。

这样可以很好地获得高强度、高韧性和高耐磨性。

此外，在模具材料生产过程中，要根据模具的工作条件来确定何种方法淬火和回火。

结语

在整个模具制造行业中，模具的材料是其物质基础和技术的基础。

模具材料性能的好坏时时刻刻影响着模具的寿命。

因此要提高模具的寿命必须要对模具进行热处理，模具的热处理工艺是保证模具性能的重要过程，与模具的寿命息息相关。

如果模具材料的热处理工艺不当，就会导致模具性能不良，例如模具的韧性，冷热疲劳性能和抗磨损性能的下降。

从而严重地影响模具的工作寿命，还会降低产品的质量。

因此。

对于不同的冷冲模具应该选择不同的模具材料以及相应的热处理工艺。

参考文献

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[2]中国机械工程学会热处理专业学会《热处理手册》编委会.热处理手册[M].北京：机械工业出版社，1991.

[3]陈雪菊，张超，陈慧.模具材料及其热处理对冷冲模具寿命的影响[J].科技信息，(2).

[4]李强.3Cr2W8V热作模具钢热处理工艺和性能研究[J].成组技术与生产现代化，(4).

[5]楼程华，孔凡志，姚建华等.半导体激光熔覆高硬度铁基合金的耐磨性能研宄[J].应用激光，2010，30(6)：470-474.

[6]Maniya Aghasibeig， Hasse Fredriksson. Laser cladding of a featureless iron-based alloy [J]. Surface and Coatings Technology. 2012， 209： 32-37.

 

材料表面处理工艺 篇2

如今, H13钢的常规热处理工艺在国内的使用情况来说, 已经很成熟了, 但是, 若要继续提高H13钢的使用寿命, 可以从表面处理方面来考虑, 可用氮化或软氮化来提高模具表面的硬度和耐磨性。

1 压铸模具钢H13的原材料分析

(1) H13钢的化学成分及临界点 (如表1, 表2)

众所周之, 钢材在出厂前, 都会进行退火处理, 以消除钢材内应力, 同时改善钢材的切削加工性能。由GB/T 1299-2000的球状珠光体评级标准可知, 2~4级为合格组织, 1级、5级和6级为不合格组织。H13钢的原材料的金相组织如图1所示。

由图1可以看出, 原材料的金相组织为球状珠光体+少量点状珠光体。硬度HRC为3.1~3.3, 球化效果较好。由于钢材退火后, 成批堆在一起冷却, 冷却速度非常缓慢, 以至球状珠光体聚集长大, 得到较好的球化效果。按照GB/T1299-2000的球状珠光体标准评级, 图1中的组织可评为3级, 金相组织合格。

2 压铸模具钢H13的工艺试验

(1) H13钢表面氮化的工艺图 (图2) 及金相组织图 (图3) 。

(2) H13钢的渗氮处理。

本次试验对H13钢表面渗氮处理, 分三段渗氮, 第一阶段温度为540℃, 第二阶段和第三阶段的温度为560℃, 每个阶段各保温12h, 一共保温36h, 同时, 第一阶段的氨分解率为20%~30%, 第二阶段的氨分解率为40%~50%, 第三阶段的氨分解率为85%~90%。工艺过程如图2, 金相组织如图3。

由硬度计检测可知, 经渗氮处理的H13钢的表面硬度为950~1100/HV1, 渗层深度为0.31~0.33mm, 按照GB/T11354-2005中渗氮层中氮化物检验规定, 在显微镜下放大500倍进行检验, 取其组织最差的部位图3中的组织可评为1级, 属于合格。

有文献曾对H13钢渗氮40h (500℃、550℃两阶段渗氮) 的化合物层做过仔细的电镜管观察, 外层是块状和针状ε+γ′两相区 (平行于表面制样) 。原调质组织中的合金碳化物呈球形或椭球形, 它的界面上析出较多的氮化物, 有些碳化物界面模糊已被微细的氮化物所“吞食”。其动力学过程可描述为通过氮在碳化物中的溶解, 氮原子逐步置换碳原子而形成合金氮化物此外还有密集的尺寸在1~20nm之间的CrN、Mo2N和VN分布在ε相和γ′相基体上。

3 H13钢的表面软氮化处理

3.1 H13钢表面软氮化的金相组织图 (图4) 和工艺图 (图5)

3.2 H13钢的软氮化处理

本次实验对H13钢表面进行软氮化处理, 在600℃下保温5h, 氨气的流量为0.2 m3/h, 煤油为2 5滴/m i n。金相组织如图4所示。

由硬度计检测可知, 经软氮化处理的H13钢的表面硬度为680~720HV0.1, 渗层深度为0.05~0.06mm, ε相为0.005mm, 按照GB/T11354-2005中渗层疏松检验规定, 在显微镜下放大500倍检验, 取其疏松最严重的部位, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。按照GB11354-89《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准》规定, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。

经氮碳共渗后的化合物层, 分为明显的两层:表面白亮层为ε相, 其中合金氮化物和合金碳化物较弥散, 因其耐蚀性高, 故呈白色, 它没有微孔, 并沿晶界楔入基体中。内层为扩散层, 未见有脉状组织出现。

3.3 氮碳共渗与渗氮结果的比较

一般来说, 在化合物层脆性不大时, 渗氮可使工件表面耐磨性提高一倍以上。氮碳共渗工件的耐磨性随着渗层含碳量的增加而提高, 但渗层脆性也随之上升。

各种渗氮和氮碳共渗工艺都能提高工件的弯曲疲劳性能, 增量都在40%以上。渗氮对工件疲劳性能的提高优于氮碳共渗, 但氮碳共渗工件的抗咬合性能较好, 而缺口敏感性低于渗氮工件。随着氮碳共渗层含碳量的增加, 疲劳强度的增量逐步下降, 疲劳源 (鱼眼) 一般位于扩散层与基体交界处。

为了提高压铸模表面抗液体金属的热浸蚀性能, 多采用氮碳共渗表面强化工艺, 但是最好要控制氮碳共渗层的深度, 只在金属冲刷最激烈处允许有较深的渗层, 其余部位可进行薄层氮碳共渗, 或在薄层氮碳共渗的基础上再进行500~550℃的氧化处理, 在氮碳共渗层外面再形成一层氧化膜, 实践指出, 这样处理后的压铸模具使用寿命可提高4~5倍。

氮碳共渗由于使表面多了一层白亮层, 以至于有很高的耐蚀性和耐磨性, 高于渗氮处理, 但是白亮层比较薄, 因此在使用过程中, 易受冲击而脱落。气体氮化处理不应该出现白亮层, 否则会由于脆性大而使模具表面硬度降低。

综上所述, 无论是渗氮还是软氮化, 都能够很大程度上提高H13钢的耐蚀性, 耐磨性, 抗热疲劳强度, 抗咬合性, 提高H13钢的使用寿命。

4 结语

材料表面处理工艺 篇3

裱防静电膜处理

胶片在印刷之前需要进行裱防静电膜处理，以消除表面静电。这主要基于两方面的考虑：一方面是因为胶片的表面爽滑度没有达到要求，即胶片由于带静电等特性，在印刷过程中不能像纸张一样顺利地张张分离及离开飞达，进而影响正常印刷，通过在胶片表面裱一层防静电膜来达到使其可以正常印刷的目的；另一方面是因为大部分胶盒印刷企业的防磨花工艺不符合相关标准要求，必须在胶片表面裱一层保护膜才能保证其在印刷、模切、糊盒等一系列加工中不被刮伤。目前，在胶盒印刷行业，胶片不裱防静电膜就能进行正常加工生产的并不多见，尤其是质量要求较高的胶盒，不仅要在胶片表面裱防静电膜，有些客户还要求必须采用指定的裱膜工艺。

加温平片处理

虽然胶盒印刷企业可以按照规格尺寸要求直接向原料供应商订购胶片，但大部分胶盒印刷企业还是会按不同料封规格，以卷装形式大量购买，储存备用，使用时采用专门的分切机按照使用尺寸裁切成平张。值得注意的是，由于PET、PVC、PP材料的耐温性能不同，一般PVC低些，其次是PP，PET最高。所以，三者的裁切温度也不同。平片的裁切温度一般控制在75～85℃，根据材料性能来灵活调整。此外，裁切温度除了与胶片材质有关，还与裁切速度和卷装材料卷径大小有关。往往裁切到最后时，胶片会发生严重弯曲，此时可适当提高裁切温度。

喷涂防静电液

胶片喷涂防静电液工艺主要针对某些静电比较严重的材料，或者胶盒印刷企业不想采用裱膜工艺以免增加成本的情况。该工艺的原理是直接在胶片表面喷涂一层防静电液，防静电液的主要化学成份是一种阳离子表面活性剂，溶于水和乙醇等溶剂，涂布后在可见光范围内的高透光度可达95%以上。

胶片喷涂防静电液工艺在日本胶盒印刷行业使用较多，目前国内使用的防静电液大部分也是由日本进口。喷涂方法是在平片机上加装专用高压喷头，防静电液在专用设备里产生雾化源，再通过喷头均匀地喷涂在胶片表面。在此过程中需要注意的一个问题是，胶片在喷涂防静电液后，建议在48小时内上机印刷。另外，胶片喷涂防静电液工艺在高温高湿下不可采用，因为防静电液是一种水溶液，在高湿环境下存在分解风险，喷涂在胶片表面容易带来印刷不上墨、上墨不均匀等问题。

电晕表面处理

电晕是最常用的一种胶片表面处理方法，这是因为大部分胶片的初始表面张力在34mN/m以下，而根据当前UV油墨的性能，胶片的表面张力必须达到38mN/m以上，UV油墨的附着力才能达到要求。其实，针对胶片电晕表面处理工艺的应用，许多行业人士存在一些误解，有人认为胶片表面张力值越高越好，甚至有人认为胶片表面张力值应提高到42mN/m以上。其实不然，因为电晕过度胶片容易产生脆性，导致其防爆性能下降，还有一些胶片因配方不同，经电晕表面处理后，表面会分离出一种油性物质，反而会影响油墨的着墨性能。此外，也有一些胶盒印刷企业在实际生产中遇到着墨不良、糊盒胶粘贴不良等情况时均会采用电晕表面处理工艺，这其实是错误的做法。胶片电晕表面处理工艺应根据具体情况来选择和使用，原则上尽量少用或不用。

吹风喷粉处理

早期的胶片印刷，在印刷机飞达旁边都会安装一个风枪，印刷时一边上料一边开启风枪吹，目的是让胶片印刷时能够张张分离顺利下飞达。而目前，专业的胶盒印刷企业可以采用专用的吹料设备来完成这项工作。吹料设备上有一个直角放料架，其壁上有密集的吹风孔，同时吹料设备可以上下左右翻转进行不同角度的吹料，在吹料设备上还加装有喷粉装置，当胶片被吹松分离时，在层与层之间喷入很细的专用粉未，从而达到胶片爽滑剥离正常下飞达印刷的目的。

喷涂防磨花油处理

大部分胶盒印刷企业采用直接在胶片上印刷防磨花油的方法来提高胶片的防磨花性能，其实这种做法只是在一定程度上改善了胶片的防磨花性能，但持久性和耐磨性欠佳。笔者受市场上手机耐磨花贴膜的启发，经过一番细心研究，发现如果胶片在印刷之前喷涂一层薄薄的防磨花涂层，其耐磨花性能就会大幅提高，但前提是胶片喷涂防磨花油后不能改变其防爆性能，并且还要满足良好的油墨附着力、能粘贴成盒等技术指标。于是，笔者和胶片喷涂厂家合作开发了这项技术，经过配方改良，已经取得较为满意的效果，目前这项技术正处于专利申请批复阶段。

以上透明胶盒包装材料表面处理工艺是胶盒印刷行业长期发展过程中，行业人士共同总结出来的。目前，随着油墨性能的不断提升和生产工艺的日益改进，胶片原料供应商也在对胶片配方进行改进，甚至已经出现无需表面处理即可直接印刷的胶片。但是，任何事物都存在两面性，一味改进事物某一项性能的指标，有可能会造成该事物其他性能的下降，比如目前胶片的一些表面性能虽得到了提高，但其防爆性能均出现了不同程度的下降。因此，笔者凭借几十年的印刷经验认为，透明胶盒包装材料采取适当的表面处理工艺来满足印刷适性很有必要，建议行业人士不要“舍本逐末”，而是应将传统工艺作为精华永远传承下去。

产品表面工艺处理中英对照 篇4

ABS(强度大)

PC(电气和商业设备，器具（食品加工机，电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯，仪表板等）。)PC/ABS：

PMMA(亚克力)PP：

POM(耐高温特性)PVC(供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。)PS 产品包装，家庭用品（餐具，托盘等），电气（透明容器，光源散热器，绝缘薄膜等）。金属(Metal)不锈钢

铝合金(Aluminum alloy)

银箔（silver foil）橡胶(rubber)

硬胶(Hard rubber)

硅胶(Silicon)

聚氨酯

丙烯酸酯

天然胶 滴胶

木材(wood)玻璃(glass)-----------------磁铁(magnet)编织线(Braided wire)

工艺说明：Artwork specifications 配色方案：color shceme 喷油：spray 纹理：texture/pattern

亮面处理(glossy finish)

亮光 哑光面处理(matte finish)哑光 磨沙面处理(satin finish)

塑料表面处理: 喷漆(Paint spraying)-喷粉、喷油、烤漆Oven baked、电泳 UV涂料（UV coating）抛光(Polishing)磨沙（satin finish）电镀(Electroplating)镀铬 镀锌 镀仿金 镀古铜 镀枪黑 真空电镀(Vacuum Plating)

电铸（Eletroforming）

丝印（Silkscreen printing）热转印(Hot stamping)移印（Movable printing）镭雕（Laser carving）

热烫印（Hot Stamping Foil）是利用压力和热量将压膜上的粘接剂熔化，并将已镀到压膜上的金属膜转印到塑料件上的方法。彩色压花 color emboss 模具蚀纹(in-mould metal etching technique)双色注塑(two-color injection molding technics)装饰工艺（IMD和IML可做高光，磨砂，部分磨砂处理，表面已经coating处理，无须再做UV）

IMD装饰工艺（In-Mould Decoration）IML装饰工艺（In-Mold Labelling）防滑条/防磨点（Antiskid）字符凹刻（Markings engraved）表面凸起纹样（Embossed pattern）

CD纹样（CD pattern）

喇叭网，布织网(Speaker mesh,netting)透明PC：PC(clear)波形起皱：corrugation/wavy texture 橡胶凹刻 橡胶凹刻 凹槽(concave)

金属表面处理: 喷漆(paint spraying)-喷粉、喷油、烤漆Oven baked、电泳 电镀(Electroplating)-真空镀(Vacuum Plating)离子镀(Ion Plating)阳极氧化(Anodizing)-自着色阳极氧化 self-colour anodizing 表面拉丝(Superficial wiredrawing)化学抛光 chemical polishing(铝浸入化学溶液中抛光处理)喷砂(Sand blasting)磨沙（satin finish）

丝印（Silkscreen）镭雕（Laser carving）

压花(Embossing)蚀刻(Etching)

发黑

(钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层，提高钢件的防锈能力。)

材料表面处理工艺 篇5

多级生化处理工艺用于垃圾渗滤液处理

摘要：在宁波大岙垃圾渗滤液处理工程的设计中,针对南方多雨及山谷型地区垃圾填埋场渗滤液的特点,采用了由普通好氧处理、纯氧生化处理、臭氧氧化、综合物化处理等组成的多级生化处理工艺.介绍了工程处理规模及排放标准的.确定方法、主要设计参数以及工程实施中需注意的问题.作 者：谢文岳    魏迅    XIE Wen-yue    WEI Xun  作者单位：谢文岳,XIE Wen-yue(宁波枫林绿色能源开发有限公司,浙江,宁波,315822)

魏迅,WEI Xun(国美〈天津〉水务设备工程有限公司,天津,300191)

期 刊：中国给水排水  ISTICPKU  Journal：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：, 22(22) 分类号：X703.1 关键词：垃圾渗滤液    调节池    多级生化处理   

各材料印花工艺 篇6

1、转移印花：(英文:tropical print)先用印刷方法将颜料印在纸上，制成转移印花纸，再通过高温（在纸背上加热加压）把颜色转移到织物上，一般用于化纤面料，特点是颜色鲜艳，层次细腻，花型逼真，艺术性强，但该工艺目前只适用于涤纶等少数合成纤维。转移印花工艺简单，投资小，生产灵活，目前在市场上比较流行...不过说实话,这转移印花和其他的印花种类对比一下,价格是高了点,不过是有一定的档次的~~ 2.拔染印花：(英文:wash out colors)（拔染）discharge print（拔染印花）选用不耐拔染剂的染料染地色，烘干后，用含有拔染剂或同时含有耐拔染剂的花色染料印浆印花，后处理时，印花处地色染料被破坏而消色，形成色地上的白色花纹或因花色染料上染形成的彩色花纹。又称拔白或色拔。

3.减量印花：该工艺利用交织或混纺织物中不同纤维的耐化学腐蚀性质差异，通过印花方法施加烧拔剂在织物局部去除其中一种纤维，保留其他纤维而形成半透明花纹。又叫烧拔印花或烂花印花。

4.皱缩印花：利用印花方法在织物上局部施加能使纤维膨胀或收缩的化学品，通过适当处理，使印花部位纤维和非印花部位纤维产生膨化或收缩的差异，从而获得表面有规律凹凸花型的产品。如用烧碱作膨化剂的纯棉印花泡泡纱。又叫凹凸印花。

5.平网印花：印花模具是固定在方形架上并具有镂空花纹的涤纶或锦纶筛网（花版）。花版上花纹处可以透过色浆，无花纹处则以高分子膜层封闭网眼。印花时，花版紧压织物，花版上盛色浆，用刮刀往复刮压，使色浆透过花纹到达织物表面。平网印花生产效益低，但适应性广，应用灵活，适合小批量多品种的生产。6.圆网印花：印花模具是具有镂空花纹的圆筒状镍皮筛网，按一定顺序安装在循环运行的橡胶导带上方，并能与导带同步转动。印花时，色浆输入网内，贮留在网底，圆网随导带转动时，紧压在网底的刮刀与花网发生相对刮压，色浆透过网上花纹到达织物表面。圆网印花属于连续加工，生产效率高，兼具滚筒和平网印花的优点，但是在花纹精细度和印花色泽浓艳度上还有一定局限性。记得:圆网印花在颜色上色泽选择是有一定的局限性。

7.颜料印花：(英文:pigment print)又叫涂料印花，由于颜料是非水溶性着色物质，对纤维无亲和力，其着色须靠能成膜的高分子化合物（粘着剂）的包覆和对纤维的粘着作用来实现。颜料印花可用于任何纤维纺织品的加工，在混纺、交织物的印花上更具有优越性，且工艺简单、色谱较广，花形轮廓清晰，但手感不佳，摩擦牢度不高。

瓷器上制作精美的图案主要有：绘制、涂制、刻制、喷制、转印和印制。

1、喷制：图案最精细，方法最先进，色彩种类、图案形状不受限制，当然成木比较高，需要高倍数码相机、电脑、数码喷机、油墨等，灵活方便，个性时尚。

2、印制：网点精细，形象美观，生产效率高，灵活性强，适合大、小批量大生产，成本低，但制网麻烦，打样周期长，图案色彩种类与精细度受限制，一般色彩不超过十种，浪费网。

3、绘制：比较个性化、人性化和艺术性，独一无二，个性化发挥产品价值最高，收藏意义很大，但费时费力，制作周期长，色彩种类很受限制，生产效率低，对生产者的技术要求非常高。

4、刻制:有真实性立体感，个性独特，对制作者技术较高，产品再显性差生产效率最低。

5、转印：制网、印纸 麻烦，图象受加工者技术、烧制温度影响较大，转印方法简单，成本较低，图案没有图点，欠缺美观，但目前用得还是多。

本发明公开了一种竹、木制品印花的工艺，具体是将竹、木原材料劈制成丝、片、棒后进行蒸煮、调色处理，再将其编织成片状的竹、木制品，其关键是：将该片状竹、木制品干燥后表面喷上一层底漆并烘干，然后将其放入可调式彩色喷绘机的平台上，调整喷绘机的传送速度及喷头与制品表面的距离，并将喷绘机的数据线与计算机连接，启动计算机及喷绘机，预存在计算机内的图案或花纹即被喷印至竹、木制品的表面。采用这样的印花工艺，能使片状竹制品表面形成的图案或花纹达到图像逼真、色彩鲜艳、表面光滑、不易退色的效果，且制作成本较低。

本发明公开了一种竹、木制品印花的工艺，具体是将竹、木原材料劈制成丝、片、棒后进行蒸煮、调色处理，再将其编织成片状的竹、木制品，其关键是：将该片状竹、木制品干燥后表面喷上一层底漆并烘干，然后将其放入可调式彩色喷绘机的平台上，调整喷绘机的传送速度及喷头与制品表面的距离，并将喷绘机的数据线与计算机连接，启动计算机及喷绘机，预存在计算机内的图案或花纹即被喷印至竹、木制品的表面。采用这样的印花工艺，能使片状竹制品表面形成的图案或花纹达到图像逼真、色彩鲜艳、表面光滑、不易退色的效果，且制作成本较低。

本发明公开了一种竹、木制品印花的工艺，具体是将竹、木原材料劈制成丝、片、棒后进行蒸煮、调色处理，再将其编织成片状的竹、木制品，其关键是：将该片状竹、木制品干燥后表面喷上一层底漆并烘干，然后将其放入可调式彩色喷绘机的平台上，调整喷绘机的传送速度及喷头与制品表面的距离，并将喷绘机的数据线与计算机连接，启动计算机及喷绘机，预存在计算机内的图案或花纹即被喷印至竹、木制品的表面。采用这样的印花工艺，能使片状竹制品表面形成的图案或花纹达到图像逼真、色彩鲜艳、表面光滑、不易退色的效果，且制作成本较低。

印刷机产品分类

印刷机产品的种类繁多，有不同的分类方法。

1．按印版种类分类。按所用印版种类的不同可将印刷机分为以下四种。

（1）凸版印刷机。凸版印刷是用凸版施印的一种印刷方式，凸版印刷机是使用凸版完成印刷过程的机器。这里所说的凸版是指图文部分明显高于空白部分的印版，如活字版、照相凸版和感光性树脂版等。

首先由匀墨辊1和着墨辊2在印版滚筒3（圆柱形的印版支承物）的印版上着以油墨，然后进纸，在纸的背面由压印滚筒5（圆柱形的压印体）施以印刷压力，从而使印版上的油墨转移到纸上。此种印刷方法属于直接印刷方式，即印版上图文部分的油墨直接转移到承印物表面的印刷方式。

（2）凹版印刷机。凹版印刷是用凹版施印的一种印刷方式。凹版印刷机是用凹版进行印刷的机器。这里所说的凹版是指图文部分低于空白部分的印版，主要有照相凹版和雕刻凹版。

凹印机的着墨方法与凸印机不同，即采用短墨路系统。首先使整个版面全部着墨，然后把图文部分2以外的油墨用刮墨刀4刮净，当纸张5从压印滚筒6与印版滚筒1中间通过时进行压印，完成印刷。为此，印刷部应设有利墨装置。这种印刷方法也属于直接印刷方式。

（3）平版印刷机。平版印刷是用平版施印的一种印刷方式。平版印刷机是使用平版完成印刷过程的机器。这里所说的平版是指图文部分与空白部分几乎处于同一平面的印版，如平凹版。PS版、多层金属版以及无水平版等。

由于现代平版印刷机一般采用间接印刷方式，即印版上图文部分的油墨，经中间载体的传递，转移到承印物表面的印刷方式，故也将平版印刷机称为平版胶印机，即按照间接印刷原理，印版通过橡皮布转印滚筒将图文转移到承印物上进行印刷的平版印刷机。

印版滚筒P上的印版在着墨前首先用水辊2在版面上着水（空白部分4着水而抗墨），然后用墨辊3在版面上着墨（图文部分着墨），利用水墨互斥原理进行印刷。因此，在结构上除设有输墨装置外，还设有给水装置。另外，印版上图文部分的油墨不是直接转移到承印物表面，而是先转印到橡皮布上，再由橡皮布转移到纸上，故特设橡皮滚筒B。当纸张从橡皮滚筒与压印滚筒中间通过时，在印刷压力的作用下进行压印，完成印刷。

（4）丝网印刷机。丝网印刷是孔版印刷的一种。孔版印刷是指印版的图文部分可透过油墨漏印至承印物上的印刷方式。丝网印刷印版呈网状，版面形成通孔和不通孔两部分，印刷时油墨在刮墨板的挤压下从版面通孔部分漏印在承印物上。丝网印刷机是供丝网印刷用的机器，可分为平型和圆型丝网印刷机。

①丝网印版。一般简称网版。版面呈网状，由丝网模版、丝网和网框组成的一种孔版。

a．丝网模版。由感光胶膜、膜片或其他材料附于丝网上，使空白部分不漏墨的封闭层。

b．丝网。制作丝网印版支承体用的编织物，主要有尼龙丝网、聚酯丝网和不锈钢丝网等。

c．网框。支承丝网用的框架，由木材、金属或其他材料制成。分为固定式和可调式两种形式。

②刮墨板。将丝网上的油墨刮挤到承印物上的工具。

③丝网印刷台。丝网印刷机上放置承印物的装置，在印刷时吸住承印物，并与刮墨板共同产生有效印刷压力。

④网版间隔。丝网印刷机网版印刷面与承印物表面之间的距离。压印时靠网版间隔和丝网回弹性的作用，网版即刻脱离承印物表面，以保证在印刷过程中网版印刷面与承印物表面处干线接触状态，这是实现丝网印刷油墨良好转移的重要条件之一。

2．按用途分类。按用途不同可将印刷机分为一般印刷机和特种印刷机。

（1）一般印刷机。供一般印刷用的印刷机。所谓一般印刷是指采用凸、平、凹等版式，以纸张为承印材料，以印刷书刊、报纸、产品目录等一般印刷物为主要对象，以传递信息为主要目的的印刷方式，如书版印刷机、报版印刷机等。

（2）特种印刷机。供特种印刷用的印刷机，主要有软管印刷机、不干胶标签印刷机、移印机等。

3．按承印物类型分类。主要包括以下两种。

（1）单张纸印刷机。指以单张纸或其他单张材料为承印物的印刷机。

（2）卷筒纸印刷机。指以卷筒纸或其他卷筒材料为承印物的印刷机。

4．按压印机构形式分类。按压印机构和装版机构形式不同可将印刷机分以下几种。

（1）手压平印刷机。压印机构和装版机构均呈平面形的印刷机。印刷部的基本构杨如图1－5所示。

①压印平板。平压平印刷机用于对版台施加印刷压力的平板。

②版台。手压平或圆压手印刷机供装营印版用的平台。

③着墨辊。印刷机上将油墨涂布到印版上的辊。

把印版装在版台上，待印版由着墨辊着墨后，将承印物铺在上面，由压印平板施加印刷压力，完成印刷。（2）圆压平印刷机。也称平台印刷机。压印机构呈圆筒形，装版机构呈平面形的印刷机。图1－6为圆压平印刷机印刷部的构成示意图。

印版固定在版台上作水平往复运动，压印滚筒在规定位置旋转，在压印时压印滚筒的圆周统速度应与版台平移速度相等。印刷时，压印滚筒上的咬纸牙咬住纸张带动其旋转，依靠压印滚筒与印版接触时的印刷压力完成印刷。版台往复一次，完成一个印刷过程。

压印时，由于是圆柱面与平面接触，所以比平压印刷机容易得到较大的印刷压力（接触区单位面积上受到的力），而总压力又不致过大,这样，有利于进行大幅面印刷。

根据压印滚筒的运动特点不同，圆压平印刷机又可分为以下四种类型。

①停回转印刷机。版台作往复运动，前进时，压印滚筒旋转一周，返回时，压印滚筒停止旋转，完成一个印刷过程的印刷机。其工作原理

压印滚筒转动并与印版接触时进行压印，接着压印滚筒停止旋转，版台作返回行程，这时印版从滚筒空档下通过，二者不相接触。

②二回转印刷机。版台每往复运动一次，压印滚筒连续旋转二周，完成一个印刷过程的印刷机。其工作原理如图1－7（b）所示。

当压印滚筒旋转第一周时，压印滚筒下降与印版接触进行压印；当压印滚筒旋转第二周时，压印滚筒上升，脱离印版版面，此时版台作返回行程。

③一回转印刷机。版台每往复运动一次，压印滚筒转一周，完成一个印刷过程的印刷机。图1－7（c）为其工作原理图。

本机印刷部采用大直径的压印滚筒，滚筒表面有两个部分，一部分直径较大；用于压印；另一部分直径较小，以保证版台在返回时不与印版表面接触。

④往复转印刷机。压印滚筒每往复旋转一次，完成一个印刷过程的印刷机。其工作原理为图11－7（d）所示。

版台在印刷行程时，压印滚筒按逆时针方向旋转并下降与印版表面接触进行压印；版台返回行程时，压印滚筒按顺时针方向旋转并上升脱离印版表面。

（3）圆压圆印刷机。压印机构和奖版栩村幼导圆筒形的印刷机。印刷部的基本构成如图1－8所示。

将圆弧形印版装于印版滚筒上，由压印滚筒施加印刷压力，承印物从两个滚筒中间通过完成压印。

这种印刷机由于采用了连续旋转的印版滚筒形式，利用两个滚筒的线接触进行压印，不仅结构简单，运动比较平稳，避免了版台往复运动产生的惯性冲击，叮以大大提高印刷速度，而且，还可将印刷装置设计成机组形式，易于进行双面、多色印刷。因此，圆压圆印刷机得到广泛应用。

根据给纸形式不同，圆压圆印刷机又分为单张纸印刷机和卷筒纸印刷机。单张纸印刷机套印比较准确，适于印刷精细印品；卷筒纸印刷机几乎全部采用了连续旋转运动机构，印刷速度很高，并可附设折页装置，所以，是进行现代化大量印刷的有效设备。

5．按印刷色数和面数分类。在同一个印刷过程中，按所完成的印刷色数和面数不同可将印刷机分为以下几种类型。

①单色印刷机。在一个印刷过程中，只完成单色印刷的印刷机。

②双色印刷机。在一个印刷过程中，完成双色印刷的印刷机。

③多色印刷机。在一个印刷过程中，完成两种以上墨色印刷的印刷机。

④双面单色印刷机。一个印刷过程中，在承印物的双面都完成单色印刷的印刷机。

材料表面处理工艺 篇7

气动剪钳是中国宜昌测试技术研究所, 自主研制成功的一致快速切断钢筋的工具, 剪切钢筋的范围为 (Φ12mm~Φ20mm) 。气动剪钳在剪切钢筋时, 剪切过程为毫秒级, 经计算冲击力高达90KN。动刀的体积和重量又有严格限制, 因此对动刀要求有很高的强度、硬度和冲击韧性;作为应用在公安、消防、电力、水下工程等各种应急服务部门的工具, 所以使用次数、使用寿命应尽可能提高, 因此动刀又应具有很高的抗疲劳强度, 并具抗冲击腐蚀能力。所以, 动刀材料的选择和热处理工艺成为气动剪钳设计中的一个重要课题, 本文主要对气动剪钳动刀用材及热处理工艺进行一些探讨。

2 气动剪钳刀具材料的选择

2.1 料选择原则

气动剪钳剪切钢筋的过程是利用动力弹中火药快速燃烧产生高压气体, 推动气动剪钳动刀用于常温条件下剪切高抗力被切物, 其工作环境类似与高速冲床的冲头。刀具材料选择范围应当首先考虑具有高强度, 高韧性的钢材。符合要求的材料很多, 特别是国外特种钢的种类更多, 且有性能优良者, 但我们要求考虑成本和供货渠道问题, 材料选择还是应当是国内。材料选用还应考虑热处理工艺, 目前国内热处理工艺水平和操控能都有一定的局限, 某些材料产品性能优良, 但对热处理工艺要求很高, 且操控性较差也不宜选用。对材料价格则不做严格限制, 因为此材料价格目前相对制作总成本而言所占比例很小。

2.2 几种适选材料的性能

合金工具钢按用途分为量具刃具钢、量具钢及模具钢。根据本产品的特点优先考虑在耐冲击工具用钢和冷做模具钢中寻找。耐冲击工具钢和冷作模具钢中, 有些材料虽然经过热处理后强度, 硬度很高, 但很脆, 不能抗冲击也不可作为选择对象。

通Á过表1我们可以知, 同时做为冷作模具钢, LD钢、GD钢和W6Mo5Cr4V2的硬度、抗压强度和抗弯强度相近, 但是LD钢和GD钢的冲击韧性比W6Mo5Cr4V2优越。LD钢和GD钢的机械性能十分接近, LD钢性能更加优越, 因此我们选定LD钢作为选用材料。

3 LD钢 (7Cr7Mo2V2Si) 化学成份

LD钢 (7Cr7Mo2V2Si) 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“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纯净度钢。其最大特点是钢的奥氏体合金化程度高, 固溶强化和二次硬化效果显著, 具有高的强度和较高的耐磨性能。

3.1 LD钢的化学成分

3.2 LD钢的成分分析

3.2.1 该钢含碳量为0.7%~0.8%, 淬火后不仅能够获得较多的马氏体和适量的碳化物以达到高硬度、高耐磨性, 而且大大减少过程碳化物含量, 以保证足够的强度和韧性。

3.2.2 铬是碳化物形成元素, 在钢中主要以Cr23LD6型碳化物存在。在淬火加热至1100℃时, 铬几乎全部溶入奥氏体中, 提高了奥氏体稳定性, 增加钢的淬透性。LD钢含铬 (6.5~7.5) %, 保证了钢有足够的淬透性和淬硬性。

3.2.3 含钼 (2.0~3.0) %左右。钼和钨是同族元素, 可相互代替, 对于不含钨的LD钢来讲, 钼在其主要性能上起着很重要的作用, 以钼代替钨不仅成本下降, 而且可使合金总量降低, 碳化物不均匀性减少, 共晶碳化物细薄。钼和碳生产的MC型碳化物淬火时大部分溶解, 回火时以碳化物形式析出, 是强烈的二次硬化元素, 并使钢有较好的回或稳定性。

3.24钒的作用是形成稳定的VC, 回火中VC以细小质点弥散析出产生二次硬化效果, 提高了钢的耐磨性。当加热温度至1150℃。未溶的VC钢质点又可阻止奥氏体晶体粒长大。

4 LD钢的热处理工艺

4.1 LD钢的物理性能

4.2 LD钢在不同淬火加热温度下, 与硬度、晶粒度、残余奥氏体量的关系

4.3 LD钢不同淬火温度对LD钢回火硬度的影响

LD钢高温回火时, 随着淬火温度的上升, 回火硬度提高, LD钢高温淬火可提高强度和耐磨性, 可以通过调整淬火温度调节产品的工作硬度。

4.4 LD钢不同淬火、回火温度LD钢抗压屈服强度

抗压屈服强度随着淬火温度的升高而增加, 在二次硬化峰处出现最高值。在较低的温度回火 (510℃) , 抗压屈服强度随着淬火温度的升高有下降的趋势。

4.5 LD钢不同淬火温度下LD钢的冲击韧性

LD钢的冲击韧性一般随淬火温度的升高而降低, 1120℃淬火在高温回火时的Ak值比1100℃淬火高;回火温度对冲击韧性的影响比较复杂, 同淬火温度的高低有关, 较低温度 (1100℃~1120℃) 淬火后, 随回火温度的升高, Ak值时升时降, 630℃回火出现峰值;较高温度 (1100℃~1120℃) 淬火后, 随回火温度的升高Ak值单调增加, 其变化规律同硬度的变化趋势相反。

4.6 LD钢强度、韧性的综合分析

随着淬火温度的升高, LD钢的硬度升高, 强度增加, 韧性下降。但各种强度和韧性指标所代表的物理涵义不同, 其强韧化效果也不完全一样。在低温回火 (低于二次硬化峰) , LD钢的完全强度随着淬火温度的升高而降低;在较高温度回火, LD钢1120℃的冲击韧性高于1100℃, 因此在对LD钢进行强韧化处理时, 必须综合考虑各种可能的影响因素。

5 气动剪钳动刀的热处理

5.1 气动剪钳动刀的工作条件

气动剪钳动刀主要用于切割Φ12mm~Φ20mm的Q235钢筋, 气动剪钳动刀要求在冲切过程中保持其完整和锐利, 即在工作中不崩刃、不易变形、不易磨损。

5.2 气动剪钳动刀的基本失效形式

气动剪钳动刀工作时, 其基本失效形式可归纳为以下4种基本形式:

刀口崩韧失效;刀头变形失效;中间部位断裂失效;动刀尾部螺纹连接处断裂失效。

5.3 气动剪钳动刀的热处理工艺

气动剪钳动刀在快速剪切钢筋时, 刀头承受很大的冲击载荷, 所以要求具有较高的抗压屈服强度, 同时也需要较大的冲击韧性。动刀尾部螺纹连接部位, 相对刀头需要的抗压屈服强度要求要低于刀头, 但冲击韧性要求要高于刀头。因此我们需要对尾部进行局部热处理, 优化尾部的强韧性能, 以满足动刀尾部的实际要求。我们根据气动剪钳动刀的结构特点, 设计了一种特殊热处理工艺方案, 并进行气动剪钳剪切钢筋试验。

(1) 真空炉调质。气动剪钳动刀整体1150℃淬火、550℃回火三次; (2) 盐浴炉局部回火。气动剪钳动刀以尾部为基准, 35mm深度浸泡在盐溶液中, 温度800℃。 (3) 井式炉回火。气动剪钳动刀整体清洗完毕后放入井式炉, 温度570℃回火。

6 结束语

剖析金属材料热处理的新工艺 篇8

【关键词】热处理；新工艺；激光；真空；形变

随着现代工业的飞速发展，我们对机械零件、模具等提出了越来越高的要求。金属热处理作为制造业中非常重要的工艺之一，往往是金属加工过程中不可或缺的工艺环节。由于热处理一般不改变工件的形状和整体的化学组成，只是通过改变工件内部的显微组织结构等来改善工件的内在质量，因此它具有其他工艺无法比拟的优势。据不完全统计，在汽车、拖拉机、机床等制造中，需要热处理的金属零件多达70%～80%，而在模具和滚动轴承中，金属热处理基本上达到了100%。因此它越发受到了人们的关注，在石油化工、航空航天、汽车制造业等发挥着重要的作用。

传统的热处理方式主要有退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”，它在人类发展的历史长河中烙下了深深的印记，到目前为止，它仍然是我们主要的热处理方式。随着我们对能源、环境的重视，对工件性能要求的提高，人们一直在探索新型的金属热处理工艺。由于先进设备的发明和测试技术的发展，新型热处理工艺不断涌现。金属热处理工艺从传统的热处理工艺发展到现在新型的表面热处理、真空热处理、气氛热处理、形变热处理、时效处理等。随着近代等离子场在热处理工艺上的应用，离子渗氮、离子渗碳为热处理提供了新的思路。特别是激光、电子束技术的应用，大大的丰富了热处理的工艺手段。

1.激光热处理

激光自从问世以来，以其相干性和单色性好，能量大等特点被广泛应用，其一系列潜在绝大价值已经引起了各个部门的重视，特别是在航空军工等领域，激光更是被视为新一代制导武器。随着激光理论、空间技术的迅速发展和日臻完善，激光热处理已经显现出了其独特的优点和效果，已经广泛应用于材料的切割、焊接、热处理等领域，是一种有望在工业中得到广泛应用的新型热处理工艺手段。

1.1激光热处理工艺的热学分析

激光照射金属工件表面可以快速加热工件，其输出功率P可以用功率密度和光斑面积S来表示：P=·S（S=d2/4）其中功率密度可以达到109W/cm2，远远大于普通的热源（约107W/cm2），且激光光斑面积可以小至10-5cm2，为普通太阳光最小光斑面积的1/100。因此激光的输出功率可以达到普通热源的104倍。

一般来讲激光辐射在材料内部产生的热处理过程不仅与辐射功率密度有关，而且与作用时间有密切关系。在实际的应用中我们可以控制辐射功率密度和辐射时间来控制能量的输入，从而进行相变强化、非晶态化、重熔合金化等处理。

1.2激光热处理工艺概述

激光热处理工艺主要有激光切割、激光淬灭、激光涂覆等几种工艺方法。

激光切割：该技术是采用激光束照射到金属工件表面的高能量使工件表面局部熔化并蒸发，从而达到局部切割的效果。一般来讲激光切割技术使用的较多的是二氧化碳激光切割技术，它具有切割质量好，精度高，切缝不需要再加工，切割速度快等工艺优点；另外它还是一种安全清洁、无污染的切割技术。

激光猝灭：以高密度能量激光作为能源，迅速加热工件使热量急剧向内层传递和向环境散热，从而产生内部相变的工艺过程。它已经被广泛的应用于冶金、机械、石油化工等领域，特别是在提高轧辊、剪刃等易损件的使用寿命方面效果显著近来在模具、齿轮等工件的强化方面也得到了越来越广泛的应用。

激光涂覆：利用激光束照射金属工件表面使之熔融，然后在其表面进行涂覆处理。在激光涂覆处理过程中，我们需要控制好照射时间和辐射功率密度的条件，从而使覆层具有良好的结合力，保证涂层的涂覆质量。该法具有覆层材料消耗量小，工艺过程容易控制等优点。

2.真空热处理

真空热处理是指在低于一个大气压的环境中进行的热处理工艺，它是真空技术与热处理技术相结合的一种新型的热处理技术。它可以实现其他常规热处理工艺过程所涉及到的过程，但是其热效果的质量得到大幅度的提高，被视为一种具有潜在巨大应用价值的金属热处理工艺。

真空热处理的应用。

真空热处理可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳等效果，另外还可以去掉金属工件表面的磷屑，能够达到表面光亮净化的效果，因此近年来其应用范围也越来越广，从真空退火的应用延伸到真空渗碳等应用方面。

2.1真空退火

对于金属工件来讲，退火可以改变晶体结构、组织结构，消除组织应力等作用，利用真空退火还可以防止脱碳、除气脱脂、蒸发氧化物从而提高金属工件的表面光亮度和力学性能。实践表明，真空退火时，金属工件的光亮度与体系的真空度、退火温度等有关。对于结构钢来讲，在700～850℃，真空度为133.3×10-2Pa时，平均光亮度为60～70%；然而当真空度提高的话光亮度可以提高到70～80%。因此在生产中可以根据实际情况来加以选择。对于各种不锈钢来讲，只有在高于133.3×10-3Pa真空度条件下退火才能使光亮度达到70%以上。

2.2真空化学热处理（真空渗碳）

随着热处理工艺的不断发展，真空化学热处理的应用也越来越受到重视，真空化学热处理方法能有效的提高金属工件的各项综合性能。在真空化学热处理方法中以真空渗碳工艺较为经典，它是在真空淬火和高温渗碳的基础上发展起来的一种新的热处理工艺。它具有渗碳时间短、作业条件好等优点，有着极为广泛的应用前景。

3.形变热处理

形变热处理工艺，作为一种新型的热处理工艺方式，是在形变强化和热处理强化基础上发展起来的。人们在生产研究过程中发现，当金属工件在同时受到形变和相变时，奥氏体晶粒发生细化，位错密度提高，晶界发生畸变，能够达到单一形变或者单一相变所不能达到的综合强韧化的效果。形变热处理的方法很多，一般来讲，根据形变与相变过程的相互顺序可以将其分为相变前形变、相变中形变、相变后形变等。近年来，在形变热处理工艺的基础上又发展起来了一些复合形变热处理方法。它是将形变热处理与化学热处理、表面淬火工艺等结合起来而派生出来的。从这些快速发展的复合形变热处理工艺我们可以看出热处理工艺作为一种新型的热处理工艺所体现出来的独特优势和生命力。

4.结语

金属材料作为国家经济发展和基础建设的重要支柱行业，在机械制造中具有非常重要的作用，因此正确运用热处理，了解其作用和特点是非常重要的。热处理的新工艺会随着社会的不断发展而不断涌现，给制备高端、精密仪器带来了希望。

【参考文献】

[1]刘静.金属热处理工艺及发展现状研究.华章，2011，Vol.22，No.340.