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模具熱處理技術的現狀及走勢
文章來源:[延翔電器]    共閱[2953]次
  模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程,對模具的制造精度、模具的強度、模具的工作壽命、模具的制造成本等有着直接的影響。20世紀80年代以來,國際模具熱處理技術發展較快的領域是真空熱處理技術、模具的表面強化技術和模具材料的預硬化技術。

  模具的真空熱處理技術

  真空熱處理技術是近些年發展起來的一種新型的熱處理技術,它所具備的特點,正是模具制造中所迫切需要的,比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣,消除氫脆,從而提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件内外溫差較小等因素,決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。

  模具真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優良特性,冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。對于熱處理後不再進行機械加工的模具工作面,淬火後盡可能采用真空回火,特别是真空淬火的工件(模具),它可以提高與表面質量相關的機械性能,如疲勞性能、表面光亮度、耐腐蝕性等。

  熱處理過程的計算機模拟技術的成功開發和應用,使得模具的智能化熱處理成為可能。由于模具生産的小批量(甚至是單件)、多品種的特性,以及對熱處理性能要求高和不允許出現廢品的特點,又使得模具的智能化熱處理成為必須。國外工業發達國家,如美國、日本等,在真空高壓氣淬方面,發展的也很快,主要針對目标也是模具。

  模具的表面處理技術

  模具在工作中除了要求基體具有足夠高的強度和韌性的合理配合外,其表面性能對模具的工作性能和使用壽命至關重要。模具的表面處理技術,是通過表面塗覆、表面改性或複合處理技術,改變模具表面的形态、化學成分、組織結構和應力狀态,以獲得所需表面性能的系統工程。目前在模具制造中應用較多的主要是滲氮、滲碳和硬化膜沉積。

  由于滲氮技術可形成優良性能的表面,并且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協調性,同時滲氮溫度低,滲氮後不需激烈冷卻,模具的變形極小,因此模具的表面強化是采用滲氮技術較早,也是應用最廣泛的。

  模具滲碳是為了提高模具的整體強韌性,即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性。硬化膜沉積技術目前較成熟的是CVD、PVD。模具自上個世紀80年代開始采用塗覆硬化膜技術。目前的技術條件下,硬化膜沉積技術(主要是設備)的成本較高,仍然隻在一些精密、長壽命模具上應用,如果采用建立熱處理中心的方式,則塗覆硬化膜的成本會大大降低,更多的模具如果采用這一技術,可以整體提高我國的模具制造水平。

  模具材料的預硬化技術

  自上個世紀70年代開始,國際上就提出預硬化的想法,但由于加工機床剛度和切削刀具的制約,預硬化的硬度無法達到模具的使用硬度,所以預硬化技術的研發投入不大。随着加工機床和切削刀具性能的提高,模具材料的預硬化技術開發速度加快,到上個世紀80年代,國際上工業發達國家在塑料模用材上使用預硬化模塊的比例已達到30%(目前在60%以上)。

  我國在模具材料的預硬化技術方面,起步晚,規模小,目前還不能滿足國内模具制造的要求。采用預硬化模具材料,可以簡化模具制造工藝,縮短模具的制造周期,提高模具的制造精度。可以預見,随着加工技術的進步,預硬化模具材料會用于更多的模具類型。

 
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