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模具的强韧化和表面处理工艺

随着工业自动化程度的提高，用模具成型的产品愈来愈多。目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/3-1/5。据统计，由于模具寿命低而造成的钢材工时和能源浪费，以及对产品质量影响所带来的损失，每年达数十亿人民币。

实践证明，在模具设计和制造过程中，若能选用恰当的钢材，确定合理的热处理工艺，妥善安排工艺路线，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。今后对模具的要求更严格，为了使之寿命更长，对强韧化处理、表面处理的期待将愈来愈高。

模具使用寿命与许多因素有关，各种因素在模具失效中所占比例是：

热处理占52.2%；

原材料占17.8%；

使用占10%；

机械、电加工占8.9%；

锻造占7.8%；

设计占3.3%。

实际使用表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起失效居首位。

一、模具强韧化工艺

鉴于模具苛刻的工作环境，为提高模具使用寿命，我们要求模具具有优良的整体强韧化性能。此外，还要求模具具有优异的型腔表面性能，在这种情况下出现了对模具整体强韧化的基础上再对其表面进行强化的各种处理。

我们知道，在一般工艺条件下，往往强度与韧性之间存在着制约关系，材料强度增加，通常总伴随着材料韧性的降低。要求高强度的同时，又要求材料有较高的韧性，常常是很困难的。但是采取强韧化处理的措施，却能使钢的强度和韧性都能得到提高。多次冲击抗力的理论认为在同一强度水平下，随着冲击韧性增加，多次冲击抗力提高，也就是破断次数N增加；强度水平越高，冲韧性对多次冲击抗力所起的作用就越大。因此，在含碳量较高的模具钢中，采用强韧化处理，在保证模具主强度的条件下，适当提高冲击韧性，使强度和韧性得到最佳配合，必然有利于进一步提高多次冲击抗力。

强韧化处理多种多样，但归结起来却基本上都是通过下列途径来取得强韧化效果的：充分利用板条马氏体和下贝体组织形态，尽量减少片状马氏体；细化钢的奥氏体晶粒和过剩碳化物，获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织；形变热处理。

1、热作模具钢高温淬火和高温回火：热作模具钢5CrMnMo采用850度加淬火，淬火时马氏体形态以片状为主，如把淬火温度提高到900度，使奥氏体充分均匀化，消除富碳微区，淬火后可得板条状马氏体，从而提高了钢的回火稳定性，冲击韧性和断裂韧性可大大延长模具寿命。

2、高温快速短时淬火：于高碳钢模具在快速加热条件下，奥氏体化不均匀，组织中保留未溶碳化物，奥氏体晶粒细小，并使奥氏体中固溶碳和合金元素量减少，提高了Ms点，有利于板条马氏体的形成，短时加热溶于奥体中的碳量可减少到0.6%以下，阻上了富碳区的形成，减少了片状马氏体量，提高了韧性，可使模具得到较高强韧性。

3、高碳高合金钢的低温淬火：采用低温淬火时，奥氏体中碳和合金元素溶解度减少，Ms点提高，可获得较多的板条状马氏体，且奥氏体晶粒细小，在保证高硬度前提下韧性强度，多冲抗力都有提高，从而有效提高了模具寿命。

4、形变热处理是把钢的强化与相变强化结合起来的一种强韧化工艺。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。

二、模具表面处理工艺

模具表面处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、电火花表面强化法、渗硼法、TD法、PVD法、饺硬铬法、激光表面强化法、堆焊法等离子喷涂法等等。

1、气体氮化时，氮在氮化温度分解后产生活性氮原子(2NH33H2+2［N］)为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，经氮化处理后，表面硬度可达HV95 0-1200，并能使模具具有很高的红硬性和高的疲劳强度，并提高了模具表面光洁度和抗咬合能力。

2、离子氮化法是将待处理的模具放在真空容器中，充以一定的压力的含氮气体(如氮或氮、氢混合气)然后以被处理模具作阴极，以真空容器的罩壁作为阳极，在阴阳极之间加上400-600伏的直流电压，阴阳极间便产生辉光放电，容器里的气体被电离，在空间产生大量的电子与离子。在电场的作用下，正离子冲向阴极，以很高速度轰击模具表面，将模具加热。高能正离子冲入模具表面，获得电子，变成氮原子被模具表面吸收，并向内扩散形成氮化层，离子氮化可提高模具耐磨性和疲劳强度。

3、电火花表面强化是直接利用电能的高能量密度对表面进行强化处理的工艺。它是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料溶渗进金属工作的表层，从而形成合金化的表面强化层，使工作表面的物理、化学性能和机械性能得到改善。例如采用WC、Tic等硬质合金电极材料强化高速钢或合金工具钢强化表面，能形成显微镜硬度HV1100以上的耐磨、耐蚀和具有红硬性的强化层，使模具的使用寿命明显地得到提高，电火花表面强化的优点是设备简单、操作方便、耐磨性提高显着，缺点是强化表面粗糙，强化层厚度较薄，效率较低。

4、参硼能显着提高模具表面硬度(HV1300-2000)和耐磨性，渗硼层还具有良好的红硬性、耐磨性、可广泛用于模具表面强化，尤其适合在磨粒磨损条件下的模具，但渗硼层往往存在着较大的脆性，因扰着它的应用。

5、TD法(托氏沉积法)是在空气炉或盐槽中放入一个耐热钢制的坩埚，将硼砂放入坩埚加热至800-1200度，然后放入相应的碳化物形成粉末，如钛、钡、铌、铬，

再将钢或硬质合金工件放入坩埚中浸渍一定的时间，加入元素就会扩散至工作表面并与钢中的碳起反应形成碳化物层，TD法所得的碳化物层具有很高的硬度和耐磨性。

6、CVD法(化学气相沉积法)是将模具放在氢气(或其它气体)保护气氛中加热至900-1200度后以此气体为载气，把低温气化挥发金属的化合物气体，如四氯化钛(TiCI4)和甲钵(或其它碳氢化合物)蒸气带入炉中，如使TiCI4中的钛和碳氢化合物中的碳(以及钢表面的碳分)在模具表面进行化学反应，从而生成一层所需金属化合物涂层(如碳化钛)。

7、PVD法(物理气相沉积法)是在真空室中，把强化用的金属原子蒸发，或通过荷能粒子的轰击，在一个电流偏压的作用下，将其吸引并沉积到工作表面形成强化层。利用PVD法可在工作表面沉积碳化钛、氮化钛、氧化铝等多种化合物。

8、激光表面强化法经过黑化处理的模具表面，经激光高功率密度加热后，可靠工件自身冷却淬硬，其冷速远比常规淬火介质中的冷速大。激光表面处理具有淬硬层深度可控，不需回火，硬度可提高15-2 0%，淬火组织细小，耐磨性高、节能效果显着，可改善工作条件等优点。

模具表面超硬化处理技术

模具表面超硬化处理技术、扩散法金属碳化物覆层技术介绍 1、技术简介扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度，HV可达1600~3000（由碳化物种类决定），此外，该碳化物履层与基体冶金结合，不影响工件表面光洁度，具有极高的耐磨、抗咬合（粘结）、耐蚀等性能，可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。 2、与相关技术的比较通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法，是大幅度提高其耐磨、抗咬合（抗粘结）、耐蚀等性能，从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前，工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积（PVD，化学气相沉积（CVD，物理化学气相沉积（PCVD，扩散法金属碳化物履层技术，其中，PVD法具有沉积温度低，工件变形小的优点，但由于膜层与基体的结合力较差，工艺绕镀性不好，往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD法具有膜基结合力好，工艺绕镀性好等突出优点，但对于大量的钢铁材料而言，其后续基体硬化处理比较麻烦，稍有不慎，膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD 法沉积温度低，膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进，但与扩散法相比，膜基结合力仍有较大差距，此外由于PCVD法仍为等离子体成膜，虽然绕镀性较PVD法有所改善，但无法消除。由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有PVD PCVDE法比拟的膜基结合力，因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势，此外，该技术不存在绕镀性问题，后续基体硬化处理方便，并可多次重复处理，使该技术的适用性更为广泛。 3、技术优势扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查，许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术，这些模具在进行国产化时，由于缺乏相应的成熟技术，往往使模具寿命低，有些甚至无法国产化。该技术国内七十年代就有人研究过，但由于各方面条件的限制，工艺及设备往往难以经过批量和长期生产的考验，使该技术中的一些实际存在的问题不易暴露或难以解决，往往半途而废。我们在十多年的研究与应用的过程中，对该技术存在的工艺、设备上的实际问题进行了深入的研究，并进行了有效的改进，经改进后的工艺及成套设备已能够满足长期稳定生产的要求，所处理的模具寿命水平达到进口同类模具寿命水平，取得了丰富的各类模具实际应用的生产经验，为大规模推广应用该技术奠定了坚实的技术基础。

表面处理

表面处理--- 除锈程度 ISO8501-1:1988 锈蚀等级(Rust Grades) A:钢表面完全被粘附的氧化皮覆盖，极少量或无可见锈B:钢表面被氧化皮和锈覆盖 C:钢表面完全被锈覆盖，极少量或无可见点蚀 D:钢表面完全被锈覆盖，可见点蚀除锈程度 Sa : 喷砂除锈 Sa1/Sa2/Sa2.5/Sa3(SSPC SP7/SP6/SP10/SP5) St : 手工或动力工具除锈 St2 / St3 Fl : 火焰清洁 AFl/BFl/CFl/DFl ISO8501-2 --- 已有涂层表面的表面处理等级 P Sa : 已有涂层表面局部彻底的喷砂处理 P Sa2/P Sa2.5/P Sa3 P St : 已有涂层表面局部手工和动力工具处理 P St2/P St3 P Ma : 已有涂层表面局部机械打磨处理 P Ma 下列国家标准，涉及了防腐蚀的各种要求： GB8923 涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级（相对国际标准ISO 8501-1:1988） GB6060.5 表面粗糙度比较样板抛（喷）丸、喷砂加工表面（相对国际标准.ISO8503-2 :1995）GB6484 铸钢丸 GB6485 铸钢砂 GB/T13312 钢铁件涂装前除油程度检验方法（验油试纸法） HG/T 3656 钢结构桥梁漆 JB/Z350 高压无气喷涂典型工艺 GB1764 漆膜厚度测定法 GB/T 5210 涂层附着力的测定法，拉开法 GB/T 1771 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定（相对国际标准ISO 7253:1984） GB/T 1865 色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露（相对国际标准ISO 11341:1994） GB/T1740 漆膜耐湿热测定法 GB7692 涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全 GB6514 涂装作业安全规程涂漆工艺安全 GB/T15957-1995 大气环境腐蚀性分类石油行业标准 SYJ0004-1999 钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范 SY4058-93 埋地钢质管道外防腐层和保温层现场补伤施工及验收规范 SY/T0007-1998 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范 SY/T0063-99 管道防腐层检漏试验方法 SY/T0087-95 钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准 SY/T0407-1997 涂装前钢材表面预处理规范

塑胶模具产品表面处理工艺

一、印刷若需在塑胶产品的表面上印字或图案时，有以下几种方法。 1、网板丝印此种方法为最常见，也是用得最多的一种方法；其一般适合于平面或弧度不大的印刷。 2、曲面印刷曲面印刷的原理曲面印刷是先将油墨放入雕刻有文字或图案凹版内，随后将文字或图案复印到曲面上，再利用曲面将文字或图案转印至成型品表面，最后通过热处理或紫外线光照射等方法使油墨固化。曲面印刷工艺： A.成型品的脱脂 B.成型品的表面处理（必要时） C.印刷 D.油墨的固化处理 E.涂布过多等后处理（必要时）印刷流程 A.将油墨放入凹版内 B.刮去过量的油墨 C.挤压曲面取得油墨 D.将曲面的油墨转印到成型品的表面 E.清洗曲面、版面（必要时）

移xx 先由版而将花纹或图案印在胶板或胶辊上，再也胶板或胶辊将花纹或图案转印到啤件表面上。优点：能在一次操作中施用几种色彩。缺点：生产率较低和不能取得不透明性较强的印痕，如何先择合适的胶板或胶辊及油量等。 3、烫金利用彩箔和刻有花纹或字体的热模，在控制温度和压力下，对啤件表面制造彩包浮凸花纹或字体的方法，其操作只须用装在固定压机上的热模隔着彩箔对制品需要的区域施加压力即可。二、喷漆塑胶产品表面处理（颜色）最常用的手法，可分为： A、普通着色，即此种油漆大都用手工喷，不具备较强的耐摩擦，易掉漆。 B、PU级光油此种方法是在喷完底漆烘干后，表面上再喷一层PU光油以达到耐摩擦及光泽度的方法。一般的家电产品或日常用品很多表面就是经过PU处理的。 C、UV级光油此种方法在喷完底漆后表面再喷一层UV光油，光泽度、手感、耐摩擦都可达到很理想的效果。一般手机模具产品，通讯模具类产品较多用此种处理方法。

塑胶产品表面处理工艺

产品表面处理工艺 ●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。 ●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。 ●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A STMF- 963 、欧洲标准EN71 、EN1122。 ●UV 高性能UV固化光油 ●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。 ●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。

模具表面处理

随着现代工业的快速发展、人们视觉美观要求的不断提高、模具行业本身的客观要求，模具蚀纹的发展越来越迅速，新工艺不断涌现，新材料不断应用，造就了现在模具蚀纹行业的新辉煌。模具蚀纹，模具咬花，模具晒纹，模具烂纹，模具烂花，模具蚀刻之类都是模具里的同一工艺，只是名称叫法不同。里面又有幼纹，细纹，粗纹，皮纹等纹路粗细的种类。英文一般如下写法mould texture，mold texture，mould texturing，mold texturing。模具蚀纹的应用：起装饰产品的作用，使产品更加美观，高雅：克服了印字，喷漆易磨掉的缺点；满足了视觉要求：由于光洁如镜的产品表面极易划伤，易沾上灰尘和指纹，而且在形成过程中产生的疵点、丝痕和波纹会在产品的光洁表面上暴露无疑，而一些皮革纹、橘皮纹、木纹、雨花纹、亚光面等装饰花纹，可以隐蔽产品表面在成形过程中产生的缺点，使产品外观美观，迎合视觉的需要。制作花纹，可以使产品表面与型腔表面之面能容纳少许的空气，不致形成真空吸附，使得脱模变得容易。防滑、防转、有良好的手感。制成麻面或亚光面，防止光线反射、消除眼部疲劳等等。模具蚀纹的方式：花式纹路技术是经过化学药水作用，在不同金属制品的表面造成各类图案，例如：沙纹、条纹、图象、木纹、皮纹及绸缎图案等。不同的技术流程制作出不同的纹路风格。其中也包括喷纹程序，例如：办公室文件器材、录音机、录映机、照相机、汽车的防撞架、镜面、花盆、餐具等表面都是用喷纹制作而成。模具蚀纹的流程：洗膜－粘膜－化学检验－表面处理－印花处理－化学蚀刻－表面处理－QC－防锈处理－包装模具纹分类：有对称形图纹如正方形对应，圆形对应，非对称形图纹，花纹，木纹，类似家装材料瓷砖的图纹，这个纹理当然不是平的，是有纹理的，有立体感的，有凹凸不来的。还有包括蚀字等。一般可以总体概括：各种塑料工模皮纹、木纹、布纹、立体纹、（电视，电脑，电话，手机，汽车，摩托，空调，冰箱等）大小电器外壳各类花纹滚筒；鞋底纹、不锈钢、压铸模蚀刻、凹凸文字商标、图案、喷沙。

表面处理工艺守则

受控号Q/GRSX－JW-012－2014南京国睿三信机械装备制造有限公司《表面处理工艺守则》本规范依据GB/T-8923，GB/T-18838，GBT4054-2008,SJ/T10674-1995等相关标准结合本公司的产品特点制定实施。编制日期审核日期批准日期受控状态Q/GRSX－JW-012－2014日期A 二○一年七月十八日发布二○一四年七月二十日实施

受控号Q/GRSX－JW-012－2014 相关变更内容及细节日期版本变更章节变更内容备注2014年7月18日A创建创建

受控号Q/GRSX－JW-012－2014 1.范围本标准规定了表面喷砂喷锌及油漆的基本规则，规定了油漆处理的各种涂漆要求及所需涂漆材料和操作工艺，本规范适用于本企业各种产品的油漆处理，产品的设计文件有特殊要求时，应执行设计文件和工艺文件的规定。 2.规范引用文件 GB/T8923涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定 GB/T18838涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理用金属磨料的技术要求 GB7692-2012涂装作业安全规程-涂装前处理工艺安全及其通风净化 GB6514-2008涂装作业安全规程-涂装工艺安全及其通风净化 GB/T3181-2008漆膜颜色标准 SJ/T10674-1995涂料涂覆通用技术条件 GBT4054-2008涂料涂覆标记 ALSC28-2002表面处理手册（十四所） QZ/AL2039-2012室外(Ⅰ)型表面涂覆生产外协通用要求（十四所） QZ/AL2038-2012热喷锌(铝)生产外协通用要求（十四所） GBT9793-2012热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金 3，涂层表面（环境）分类及涂层系统的组成和表示方法 3.1涂覆表面（环境）分类 3.1.1Ⅰ型（暴露）表面 Ⅰ型表面指设备处于工作或行进状态时暴露于自然环境的表面，或虽未暴露于自然环境，但会说到各种气候因素直接作用的表面。气候因素包括极端温度、极端湿度、雨、冰雹、雪、雨雪、含盐大气、工业大气、日光直接照射、尘埃、风沙等。 3.1.2Ⅱ型（遮蔽）表面 Ⅱ型表面指设备工作时不暴露于自然环境，且不会受到雨、冰雹、雪、雨雪的直接作用、日光直接照射和风沙直接作用的表面。 3.2涂层系统的组成和表示方法根据标准GBT4054-2008规定了金属、非金属制品表面涂料涂覆标记的方法 3.2.1涂层系统的基本组成

常用塑胶模具的表面处理方法

目前常用的塑胶模具表面处理方法有氮化、电镀、晒纹及喷砂。其中氮化与电镀是一种提高模具寿命的方法，而晒纹与喷砂则是一种模具表面的装饰方法。一、氮化氮化分为渗氮和氮碳共渗。此种工艺的最大优点是热处理温度低（一般是500—600℃）,热处理后变形小,生成氮化物层很硬，使模具的耐磨性及抗咬合性提高。模具的耐蚀性耐热性及抗疲劳强度有很大改善。 1．渗氮：渗氮的方法分为气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮、离子渗氮等。我们目前比较常用的是气体渗氮，是将氨气（NH3）通入约550℃的炉中，靠氨气分解所得的氮渗入钢中。氮化时间较长，一般浅层每小时大约在0.015-0.02mm左右，深层渗氮速度每小时约0.005-0.015mm。而在高合金钢中，由于合金元素含量较多，氮的扩散速度低，渗氮速度会较上述数据低。气体渗氮的时间（工件小于300X300X50mm）一般为8-9 小时，渗层深度为0.1-0.2mm之间，渗氮后的表面硬度为 HV850—1200之间（HRC65-72），且表面颜色泛亮。 2．氮碳共渗：即就是我们所说的软氮化，也称之为液氮。氮碳共渗温度比渗氮温度稍高，对渗层硬度不会造成很大的影响。也不会增加渗层脆性，但可增加扩散速度。氮碳共渗一般采用570℃左右为好，低碳钢可以在600℃以上进行氮碳共渗，以获得较厚的化合物层。氮碳共渗的最初3小时内渗层深度增加最快，超过6小时后，渗层深度增加不很明显，因而氮碳共渗的时间一般不超过6小时。氮化层的深度一般为

0.05-0.100mm，表面硬度为HV1000（RC68以上）表面颜色呈深灰色。

3．氮化对材料的一些要求：（1）在氮化温度下，只要不发生退火的材料均可进行氮化。（2）含铬量比较高的金属（如420、S136、2083、M300）等均不可进行气氮（因含铬过高气体难以打入到钢材里面）。 4．氮化以后的一些现象（1）工件氮化后表面会出现一些“肿胀”现象，这是在工件表面上形成一层很薄（0.02—0.03mm）的白亮层，且比较软，此层必须打磨掉以后工件才能恢复到它原来的尺寸，取掉此层后的硬度也是最硬的。（2）对于一些薄壁，尖角及螺纹的地方在氮化时应加以适当的保护，以防止开裂。 5．氮化与烧焊的关系（1）工件在加工过程中，如果曾经烧过焊，在送氮化时一定要告诉热处理厂，以方便其进行局部回火处理，否则氮化后工件硬度不均，且容易开裂或崩掉。（2）当工件在氮化完以后由于使用不当而崩边或其它原因需要烧焊时，如果大面积，则必须送回热处理厂进行退氮处理（加热到800℃以上）,再烧焊,加工完后再氮化（注意：可能会造成整个工件的硬度改变）。如属局部烧焊，则有两种方法，一是将氮化层打磨掉烧焊，另一种是局部加热烧红等退氮后再烧焊。二、电镀

产品油漆及表面处理工艺要求

产品油漆及表面处理工艺要求 1、产品喷漆前的准备及涂装工艺 1.1产品所有检验项目必需检验合格，标记移植完成后，才能进行表面处理和产品喷漆。 1.2产品油漆前的表面处理 1.2.1出口产品喷漆前，必须对产品表面进行预处理（表面除油、除锈、除尘处理）。 1.2.2产品在喷砂除锈前应进行必要的结构预处理，包括： a)粗糙焊缝打磨光顺，焊接飞溅物用刮刀或砂轮除去。焊缝上深为0.8mm以上或宽度小于深度的凹坑应补焊处理，并打磨光顺； b)锐边用砂轮打磨成圆角； c)切割边的峰谷差超过1mm时，打磨到1mm以下； d)表面叠层、裂缝、夹杂物，需打磨处理，必要时补焊。 1.2.2.1除油表面油污应采用清洁剂进行低压喷洗或软刷刷洗，并用淡水枪冲洗掉所有残余物；或采用碱液、火焰等处理，并用淡水冲洗至中性。小面积油污可采用溶剂擦洗。 1.2.2.2除锈 1.2.2.2.1磨料要求 a)喷射清理用金属磨料应符合GB/T 18838.1的要求； b)根据表面粗糙度的要求，选用适合粒度的磨料。

1.2.2.2.2除锈等级为： a)无机富锌底漆，钢材表面处理应达到GB/T8923规定的Sa21/2级； b)环氧富锌底漆和环氧酯底漆，钢材表面处理应达到GB/T8923规定的Sa2.5级；不便于喷射除锈的部位，手工和动力工具除锈至GB/T8923规定的St3级。 1.2.2.2.3表面粗糙度为： a)喷涂无机富锌底漆，钢材表面粗糙度为Rz50μm~80μm; b)喷涂其他防护涂层，钢材表面粗糙度为Rz30μm~75μm. 1.2.2.3除尘喷砂完工后，除去喷砂残渣，使用真空吸尘器或无油、无水的压缩空气，清理表层灰尘。清洁后的喷砂表面灰尘清洁度要求不大于GB/T18570.3的规定的3级。 1.2.2.4表面处理后涂装的时间限定一般情况下，涂料层最好在表面处理完成后的4h之内施工与准备涂装的表面上；当所处环境的相对湿度不大于60%时，可以适当延时，但最长不应超过12h；不管停留多长时间，只要表面出现返锈现象，应重新除锈。 1.3涂装要求 1.3.1涂装环境要求参照GB6514、GB7692标准进行施工环境温度5°C~38°C，空气相对湿度不大于85%，并且钢材表面温度大于露点3°C；在有雨、雾、雪、施工环境温度-5°C~5°C，应采用低温固化产品或采用其他措施。

表面处理技术标准

表面处理技术标准厦门盈趣科技股份有限公司

目录 1 范围.............................................................................. (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 定义.............................................................................. . (4) 4 材料.............................................................................. . (4) 5 表面处理盐雾试验的要求 (4) 6 铜合金电镀表面处理标准....................................................... 5-6 7 锌合金/铝合金电镀表面处理标准...........................................6-7 8 塑料电镀表面处理标准............................................................ 7-8 9 不锈钢电镀表面处理标准..........................................................8-9 10 烤漆表面处理标准............................................................... ….9-11 11 PVD 表面处理标准............................................................... ..11-12 12 铝合金阳极氧化表面处理标准................................................12-13 13 CASS 试验（醋酸铜盐雾试验）与ASS 试验（乙酸盐雾试验）等效对照表 (14) 附录A 百格试验方法 (15) 附录B 漆膜铅笔硬度试验方法 (16)

材料表面处理技术

材料表面处理技术摘要：介绍了表面处理技术的内容，现代材料表面处理技术与传统表面处理技术的区别，重点介绍了表面处理技术在模具上的应用和发展，最后针对材料表面处理技术研究和应用所存在的问题，提出了自己的看法。关键词：表面处理技术区别模具问题。一、表面处理技术的内容材料表面处理技术与工程,是80年代以来世界十大关键之一的新兴技术,现已迅速发展成跨学科的、综合性强的新兴的先进工程技术,涉及到材料、物理、化学、真空技术及微电子学等许多学科,应用领域非常广。表面处理技术包括：表面覆盖技术、表面改性技术和复合表面处理技术。1)表面覆盖技术这项技术的种类很多,目前主要有下列24类:1电镀；2电刷镀；3化学镀；4涂装；5粘结；6堆焊；7熔结；8热喷涂；9塑料粉末涂敷；10电火花涂敷；11热浸镀；12搪瓷涂敷；13陶瓷涂敷；14真空蒸镀；5溅射镀；16离子镀；17普通化学气相沉积；18等离子体化学气相沉积；19金属有机物气相沉积；20分子束外延；21离子束合成薄膜技术；22化学转化膜；23热烫印；24暂时性覆盖处理。上述每类表面覆盖技术又可分为许多种技术。例如电镀按镀层可分为单金属电镀和合金电镀。单金属镀层有锌、镉、铜、镍等数10种,合金镀层有锌铜、镍铁、锌-镍-铁等100多种。按电镀方式,可分为挂镀、吊镀、滚镀和刷镀等。某些分类有重叠情况,例如塑料粉末涂敷可归入涂装一类,但由于其特殊性,故单独列为一类。又如陶瓷涂敷,其中不少内容可归入热喷涂一类,但考虑其完整性,也单独列为一类。有些技术,尤其是一些新技术,根据其特点和发展情况,在需要时可单独列为一类。例如片状锌基铬盐防护涂层(又称达克罗等),是由细小片状锌、片状铝、铬酸盐、水和有机溶剂构成涂料,经涂敷和300℃左右加热保温除去水和有机溶剂后形成涂层,因具有涂层薄、防蚀性能优良、无氢脆、耐热性好、附着性高以及无环境污染等优点,所以发展迅速,可考虑从涂装中单独列出。 2)表面改性技术目前大致可分为以下几类:喷丸强化；表面热处理；化学热处理；等离子扩渗处理；激光表面处理；电子束表面处理；高密度太阳能表面处理；离子注入表面改性。实际上“表面改性”是一个具有较为广泛涵义的技术名词,它可泛指“经过特殊表面处理以得到某种特殊性能的技术”。因此,有许多表面覆盖技术也可看作表面改性技术。为了使这些覆盖技术归类完整起见,我们说的表面改性技术是指“表面覆盖”以外的,通过用机械、物理、化学等方法,改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态,来获得某种特殊性能的表面处理技术。 3)复合表面处理技术表面技术种类繁杂,今后还会有一系列新技术涌现出来。表面技术的另一个重要趋向是综合运用两种或更多种表面技术的复合表面处理将获得迅速发展。随着材料使用要求的不断提高,单一的表面技术因有一定的局限性而往往不能满足需要。目前已开发的一些复合表面处理如等离子喷涂与激光辐照复合、热喷涂与

金属热处理及表面处理工艺规范

北京奇朔科贸有限公司部分金属材料热处理及表面处理工艺规范第一版编写：赵贵波审核：批准：北京奇朔科贸有限公司二零一二年六月

目录 1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------4 1.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------7 2.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------9 3.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------29

模具表面处理技术

. 1 模具表面热喷涂技术热喷涂大致分为火热喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂、电热热源喷涂以及“冷喷”。在生产中应用的主要是等离子喷涂( 48% )和高速火焰喷涂(25% ) 。在模具上采用热喷涂金属陶瓷涂层强化表面,可提高其硬度、抗黏性、抗冲击、耐磨和抗冷热疲劳等[ 4 ] 。采用热喷涂方法制造塑料模具起源于20世纪 40年代。经过几十年的研究和开发,这项技术在发达国家已得到了较多的应用。美国的TAFA公司最早成功地使用电弧喷涂锌合金涂层制作了大型的汽车塑料内饰件模具。沈阳工业大学在国内率先开发和应用了这项技术,使用该技术为沈阳饼干厂制造了一个在1200 mm ×800 mm 工作面上有14 套快餐饭盒的吸塑模具,模具的制造仅花费一周时间。山东省烟台机械工艺研究所用电弧喷涂锌基合金快速制造模具的方法制造汽车方向盘的模具,和投影面积为1900 mm ×1200 mm的,带有立体装饰花纹的, 以塑代木的床头模具,提前了几个月交货。西安交通大学将快速原形技术与热喷涂锌基合金涂层技术结合,制造了生产汽车发动机罩的拉延模具和节水渗灌设备中的节水滴管注射模具,已用于生产[ 5 ] 。另外,各种热作模具、压铸模具以及粉末冶金模具等,不仅在较高的温度环境下工作,而且遭受磨损、挤压、冲击及冷热疲劳作用,可喷涂某些钴基自熔合金、Ni或A I以及陶瓷来提高耐热磨损性能。如用工具钢加工制成的高熔点金属(铝、铌、钨及其合金)的热挤压模,挤压温度在1320 ℃以上,只能进行一次作业,而挤压材料因表面被模面合金化而变质, 同时由于模具的磨损、挤压材在长度方向上直径与断面形状发生很大变化,喷0. 5～1. 0 mm的氧化铝涂层后,挤压温度可达1650 ℃。喷涂氧化锆涂层, 挤压温度可达2370 ℃,模具工作寿命可延长5～10 倍。 1. 2 离子注入技术离子注入技术是利用离子源中产生的带电离子 (气体和金属离子)在高压电场的作用下,以极大的速度入射到待处理的工件材料表面。在这个过程中将引起金属表层的成分和结构的变化以及原子环境和电子组态等微观状态的扰动,使金属表面发生物理、化学和力学性能的变化,有效地提高工件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳等多种性能,最终

模具材料及表面处理课后习题部分答案

1、模具及模具材料一般可以分哪几类答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力为什么答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。 3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等； 4、磨损类型主要有哪些答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损； 5、模具失效有哪几种形式模具失效分析的意义是什么答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。第二章冷作模具材料 6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。 7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用：适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模等。低变形冷作模具钢：（1）CrWMn 性能：具有较高的淬透性，由于加入%～%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。 (2)9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、

不锈钢表面处理工艺

不锈钢表面处理工艺不锈钢表面处理技术浅谈［摘要］:本文介绍了不锈钢品种及各种不锈钢表面处理方法，并分析各种处理方法优缺点。从而向人们揭示了使用不锈钢加工的产品应选用何种方法，才能达到不锈钢表面精饰之目的，才能开拓不锈钢使用前景及使用价值走向市场（一）前言大家都知道不锈钢具有它的独特的强度及耐磨性高和优越的确防腐性能不易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，家用电器行业。目前大量进入家庭装璜精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理技术发展程度。下面我来谈谈不锈钢表面处理技术状况，供大家讨论。（二）不锈钢品种简介不锈钢一般含有鉻（CR,镍（NI），钼（MO,钛（TI）等优质金属元素。常见不锈钢有鉻不锈钢，即含CR>=12以上。镍鉻不锈钢含CR>=18%含NI>=12% 从不锈钢金相组织结材分类：有奥氏体不锈钢，例如：1CR18NI9TI, 1CR18NI11NB CR18MN8N。马氏体不锈钢，例如：CR17 CR28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。（三）不锈钢表面处理品种目前对不锈钢表面进行处理品种（1）表面本色白化处理（2）表面镜石光亮处理（3）表面着色处理 1、表面本色白化处理不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经办人方温面火处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NICR2O4和NIF二钟E04成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害。腐蚀较大，逐渐被淘汰。目前对这种氧化皮处理方法有二种：（1）采用喷（丸）砂方法。（2）采用化学法。即使用一钟无污染酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理之目的。基本上看上去是一目光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用，值得推广应用。 2、不锈钢表面镜面光亮处理方法根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜石光泽。下面我分别介绍这三种方法优缺点供大家参考选用：表1

模具的强韧化和表面处理工艺

模具的强韧化和表面处理工艺随着工业自动化程度的提高，用模具成型的产品愈来愈多。目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/3-1/5。据统计，由于模具寿命低而造成的钢材工时和能源浪费，以及对产品质量影响所带来的损失，每年达数十亿人民币。实践证明，在模具设计和制造过程中，若能选用恰当的钢材，确定合理的热处理工艺，妥善安排工艺路线，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。今后对模具的要求更严格，为了使之寿命更长，对强韧化处理、表面处理的期待将愈来愈高。模具使用寿命与许多因素有关，各种因素在模具失效中所占比例是：热处理占52.2%；原材料占17.8%；使用占10%；机械、电加工占8.9%；锻造占7.8%；设计占3.3%。实际使用表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起失效居首位。一、模具强韧化工艺

鉴于模具苛刻的工作环境，为提高模具使用寿命，我们要求模具具有优良的整体强韧化性能。此外，还要求模具具有优异的型腔表面性能，在这种情况下出现了对模具整体强韧化的基础上再对其表面进行强化的各种处理。我们知道，在一般工艺条件下，往往强度与韧性之间存在着制约关系，材料强度增加，通常总伴随着材料韧性的降低。要求高强度的同时，又要求材料有较高的韧性，常常是很困难的。但是采取强韧化处理的措施，却能使钢的强度和韧性都能得到提高。多次冲击抗力的理论认为在同一强度水平下，随着冲击韧性增加，多次冲击抗力提高，也就是破断次数N增加；强度水平越高，冲韧性对多次冲击抗力所起的作用就越大。因此，在含碳量较高的模具钢中，采用强韧化处理，在保证模具主强度的条件下，适当提高冲击韧性，使强度和韧性得到最佳配合，必然有利于进一步提高多次冲击抗力。强韧化处理多种多样，但归结起来却基本上都是通过下列途径来取得强韧化效果的：充分利用板条马氏体和下贝体组织形态，尽量减少片状马氏体；细化钢的奥氏体晶粒和过剩碳化物，获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织；形变热处理。 1、热作模具钢高温淬火和高温回火：热作模具钢5CrMnMo采用850度加淬火，淬火时马氏体形态以片状为主，如把淬火温度提高到900度，使奥氏体充分均匀化，消除富碳微区，淬火后可得板条状马氏体，从而提高了钢的回火稳定性，冲击韧性和断裂韧性可大大延长模具寿命。

模具材料及表面处理课后习题部分答案

1、模具及模具材料一般可以分哪几类？答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些？这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力？为什么？答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ0.2；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。 3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些？答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等； 4、磨损类型主要有哪些？答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损； 5、模具失效有哪几种形式？模具失效分析的意义是什么？答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。第二章冷作模具材料 6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能？答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。 7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用：适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模等。低变形冷作模具钢：（1）CrWMn 性能：具有较高的淬透性，由于加入1.20%～1.60%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。 (2)9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、

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