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模具表面处理技术现状

时间:2011-02-11  浏览次数:695
本文摘要:可以简化模具制造工艺,   采用预硬化模具资料。缩短模具的制造周期,提高模具的制造精度。可以预见,随着加工技术的进

    

可以简化模具制造工艺,   采用预硬化模具资料。缩短模具的制造周期,提高模具的制造精度。可以预见,随着加工技术的进步,预硬化模具资料会用于更多的模具类型。

模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程。对模具的如下性能有着直接的影响。

从而降低模具的精度,   模具的制造精度:组织转变不均匀、不完全及热处理形成的剩余应力过大造成模具在热处理后的加工、装配和模具使用过程中的变形。甚至报废。   

造成被处置模具强度(硬度)达不到设计要求。     模具的强度:热处置工艺制定不当、热处置操作不规范或热处置设备状态不完好。

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,   模具的工作寿命:热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等。影响模具的工作寿命。   

热处理造成的开裂、变形超差及性能超差,   模具的制造本钱:作为模具制造过程的中间环节或最终工序。大多数情况下会使模具报废,即使通过修补仍可继续使用,也会增加工时,延长交货期,提高模具的制造本钱。

使得这二种技术在现代化的进程中,   正是热处置技术与模具质量有十分密切的关联性。相互促进,共同提高。20世纪80年代以来,国际模具热处置技术发展较快的领域是真空热处理技术、模具的外表强化技术和模具材料的预硬化技术。  

   模具的真空热处理技术  

所具备的特点,   真空热处理技术是近些年发展起来的一种新型的热处理技术。正是模具制造中所迫切需要的比如防止加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,从而提高资料(零件)塑性、韧性和疲劳强度。真空加热缓慢、零件内外温差较小等因素,决定了真空热处置工艺造成的零件变形小等。

真空淬火可分为真空油冷淬火、真空气冷淬火、真空水冷淬火和真空硝盐等温淬火。模具真空热处置中主要应用的真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为保持工件(如模具)真空加热的优良特性,   按采用的冷却介质不同。冷却剂和冷却工艺的选择及制定非常重要,模具淬火过程主要采用油冷和气冷。  

淬火后尽可能采用真空回火,   对于热处置后不再进行机械加工的模具工作面。特别是真空淬火的工件(模具)可以提高与外表质量相关的机械性能,如疲劳性能、外表光亮度、而腐蚀性等。 

使得模具的智能化热处置成为可能。由于模具生产的小批量(甚至是单件)多品种的特性,   热处理过程的计算机模拟技术(包括组织模拟和性能预测技术)胜利开发和应用。以及对热处置性能要求高和不允许出现废品的特点,又使得模具的智能化热处置成为必需。模具的智能化热处理包括:明确模具的结构、用材、热处置性能要求模具加热过程温度场、应力场分布的计算机模拟模具冷却过程温度场、相变过程和应力场分布的计算机模拟加热和冷却工艺过程的仿真淬火工艺的制定热处理设备的自动化控制技术。国外工业发达国家,如美国、日本等,真空高压气淬方面,已经开展了这方面的技术研发,主要针对目标也是模具。 

 

   模具的外表处置技术  

其外表性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些外表性能指:耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的改善,   模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外。单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的也是不经济的而通过外表处置技术,往往可以收到事半功倍的效果,这也正是外表处置技术得到迅速发展的原因。

通过外表涂覆、外表改性或复合处置技术,   模具的外表处置技术。改变模具外表的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。从表面处理的方式上,又可分为:化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。虽然旨在提高模具外表性能新的处置技术不时涌现,但在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。 

每一种渗氮方式中,   渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方式。都有若干种渗氮技术,可以适应不同钢种不同工件的要求。由于渗氮技术可形成优良性能的外表,并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调性,同时渗氮温度低,渗氮后不需激烈冷却,模具的变形极小,因此模具的外表强化是采用渗氮技术较早,也是应用最广泛的 

即模具的工作外表具有高的强度和耐磨性,   模具渗碳的目的主要是为了提高模具的整体强韧性。由此引入的技术思路是用较低级的资料,即通过渗碳淬火来代替较高级别的资料,从而降低制造本钱。  

现在发展了多种增强型CVDPVD技术。硬化膜堆积技术最早在工具(刀具刃具、量具等)上应用,   硬化膜堆积技术目前较成熟的CVDPVD为了增加膜层工件表面的结合强度。效果极佳,多种刀具已将涂覆硬化膜作为规范工艺。模具自上个世纪80年代开始采用涂覆硬化膜技术。目前的技术条件下,硬化膜沉积技术(主要是设备)利息较高,仍然只在一些精密、短命命模具上应用,如果采用建立热处理中心的方式,则涂覆硬化膜的利息会大大降低,更多的模具如果采用这一技术,可以整体提高我国的模具制造水平。 

   模具资料的预硬化技术

自上个世纪70年代开始,   模具在制造过程中进行热处理是绝大多数模具长时间沿用的一种工艺。国际上就提出预硬化的想法,但由于加工机床刚度和切削刀具的制约,预硬化的硬度无法达到模具的使用硬度,所以预硬化技术的研发投入不大。随着加工机床和切削刀具性能的提高,模具资料的预硬化技术开发速度加快,上个世纪80年代,国际上工业发达国家在塑料模用材上使用预硬化模块的比例已达到30%(目前在60%以上)国在上世纪90年代中后期开始采用预硬化模块(主要用国外进口产品

可以大批量生产质量稳定的预硬化模块。国在模具资料的预硬化技术方面,   模具资料的预硬化技术主要在模具资料生产厂家开发和实施。通过调整钢的化学成分和配备相应的热处理设备。起步晚,规模小,目前还不能满足国内模具制造的要求。

   
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