模具熱處理技術發展現狀及趨勢(shì)分析
模具熱處理是保證模具性能(néng)的重要工藝過程,對模具的製造精度、模具的強(qiáng)度、模具的工作壽(shòu)命、模具的製造成本等有著(zhe)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(lǐng)域是(shì)真空熱處理技(jì)術(shù)、模具的表麵強化技術和模具材料的預硬化技術。
模具的真空熱(rè)處理:真空熱處理技術(shù)是(shì)近些(xiē)年發展起來的一種新型的熱處理技術,它所具備的特點,正是模具製造中所迫切需要的,比如防止加熱氧化(huà)和不(bú)脫碳、真空脫氣或除氣(qì),消除(chú)氫脆(cuì),從而(ér)提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度。真(zhēn)空加熱緩慢、零件內外溫差較小等因(yīn)素,決定了真空熱處理工藝造成的零件(jiàn)變形小等。
模具真空(kōng)熱(rè)處理中主要應用的是真空(kōng)油冷淬火、真空氣冷淬火和真(zhēn)空(kōng)回火。為保持工件(如模具)真空加熱的(de)優良特性,冷卻(què)劑和冷卻工(gōng)藝的選擇及(jí)製定非常重要,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷(lěng)。對於熱處理後不再(zài)進行機械加工的模具工作(zuò)麵,淬火後(hòu)盡可能采用真空回火,特別是真空淬火的工件(模具),它可以提(tí)高與表麵質量相關(guān)的機械性能,如疲勞性能、表麵光(guāng)亮度、耐腐蝕性等。
熱處理過程的計算機模擬技術的成(chéng)功開發和應用,使得模具的智(zhì)能化熱處理成為可能(néng)。由於模具生產的小批(pī)量(甚至是單件)、多品種的特性,以(yǐ)及對熱處(chù)理性能要求高和不允許出現廢品的特點,又(yòu)使得模具的智能化熱處理成為必須。國外(wài)工業發達國家,如美國(guó)、日本等(děng),在真空高壓氣淬方(fāng)麵,發展的也很快(kuài),主要針對目標也是模具。
模具的表麵處理:模具在工作中除(chú)了要(yào)求(qiú)基(jī)體具有足夠高的強(qiáng)度和韌性的合理配合外,其表麵性能對模具的(de)工作性能和使用壽命至關重(chóng)要。模具的表麵處理(lǐ)技術,是通過表麵塗覆、表(biǎo)麵改性或(huò)複合處理技術,改變模具(jù)表麵的形態、化學成分、組織結(jié)構和(hé)應力狀態,以(yǐ)獲得所需表麵性能的(de)係統工程。目前在(zài)模具製造中應用(yòng)較多的主要是滲氮、滲(shèn)碳和硬化膜沉積。
由於滲氮技術可形(xíng)成優良性能的表麵,並且(qiě)滲氮工藝(yì)與模具鋼(gāng)的淬火(huǒ)工藝有良好的協調(diào)性,同時滲氮溫度低(dī),滲氮後不需(xū)激烈冷卻,模具的變形極小,因此模具的表麵強(qiáng)化是采用滲氮技術較(jiào)早,也是應用最廣泛的。
模具滲碳是為了(le)提(tí)高模具的整體強韌(rèn)性,即模具的工作表麵具有高的強(qiáng)度和耐磨性。硬化膜沉積技術目前較成熟的(de)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(jiàn)下,硬化(huà)膜沉(chén)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(yòng)建立熱處理中(zhōng)心的(de)方式,則(zé)塗覆硬化膜的成本會大大降低,更多的(de)模具如果采用這一技術(shù),可以整體提高(gāo)我國的模具製造水平。
自上個世紀70年代開(kāi)始,國(guó)際(jì)上就提出預硬化的想(xiǎng)法,但(dàn)由於加(jiā)工機床剛度和切削刀(dāo)具的製約,預硬化的硬度無法達到模具的使用硬度,所以(yǐ)預硬化技術的研發投(tóu)入(rù)不大。隨著加工機床和切削(xuē)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(yìng)化模塊的比例已達(dá)到30%(目前在60%以上)。
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