模具熱處理技術發展現狀及趨勢分析(xī)
模具熱處(chù)理是保證模具性能的重要工藝過程,對模具的製造精度、模具的強度、模(mó)具的工作壽命、模具的製造成本等有著直接的影響。20世紀80年代以來,國際模具熱處理技術發展較快的(de)領(lǐng)域是真空熱處理技術、模具的表麵強化技術(shù)和模具材料的預硬(yìng)化(huà)技術。
模具的真空(kōng)熱處理:真空熱處理(lǐ)技術(shù)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,正是模具製造中(zhōng)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(cóng)而提高(gāo)材料(零件)的塑性、韌性(xìng)和疲勞強度。真(zhēn)空加熱緩慢、零件內外溫差較(jiào)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(jù)真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空(kōng)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製定非常重要,模具(jù)淬火過(guò)程主要采用油冷和氣冷。對於熱處理後不再進行機械加工的模(mó)具工作麵,淬火後盡可能采(cǎi)用真空回火(huǒ),特別是真空淬(cuì)火的(de)工(gōng)件(模具),它可以提(tí)高與表麵質量(liàng)相關的機械性(xìng)能,如疲勞(láo)性能、表麵光亮度、耐腐蝕性(xìng)等。
熱處(chù)理過(guò)程的計算機模擬技術的成功開發和應用,使得(dé)模具的智能化熱處理(lǐ)成為可能(néng)。由於模具生產的小(xiǎo)批量(甚至是單件)、多品種的特性,以及對熱(rè)處理性能要(yào)求(qiú)高和不(bú)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(zài)真(zhēn)空高壓氣淬方麵,發展的也很快,主要針對(duì)目標(biāo)也是模具。
模具的(de)表麵(miàn)處(chù)理:模具在工作中除了(le)要(yào)求基體具有足夠高的強度和(hé)韌性的合理配合外,其表麵性能(néng)對模具的工作性能和使用壽命至關重要。模具的表麵處理技(jì)術,是通過表(biǎo)麵塗覆、表麵改性或(huò)複合處理技術,改變模具(jù)表麵的形態、化學成分、組織結構和應力狀態,以獲得所需表(biǎo)麵性能的係(xì)統工程。目前(qián)在模具製造(zào)中應用較多的主要(yào)是滲氮、滲碳和硬化膜沉積。
由於滲氮技術可形成優良性能的(de)表麵,並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(hòu)不需激烈冷卻,模具的變形極小,因(yīn)此模具(jù)的表麵強化是采用滲氮(dàn)技術較早,也(yě)是應用最廣泛的。
模(mó)具滲碳是為了提(tí)高模(mó)具的整體強韌性,即模具的工(gōng)作表麵具有高的強(qiáng)度和耐磨性。硬化膜沉積技術目(mù)前較成熟的是cvd、pvd。模具自(zì)上(shàng)個世紀80年(nián)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(jiào)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(tú)覆硬化膜的成本會大(dà)大降低,更多的模具如果采用這一技術,可(kě)以整體提(tí)高我國的模具製造水平(píng)。
自上個世(shì)紀70年代開(kāi)始,國際上(shàng)就提出預硬化的想法,但由於加工機床剛度和切削刀具的製約,預硬化的硬度無法達到模(mó)具的使用硬度,所以預(yù)硬化技術(shù)的研發投入不大。隨著加(jiā)工機床(chuáng)和切削刀具性能的提高(gāo),模具材料的(de)預硬化技術開發速度加快,到上個世紀80年(nián)代,國際上工業(yè)發達國家在塑料(liào)模用材上使用預硬(yìng)化模塊的比例已達到(dào)30%(目前在60%以上)。
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