模具熱(rè)處(chù)理技術發(fā)展(zhǎn)現狀及趨(qū)勢分析
模具熱處理是保證模具(jù)性(xìng)能的重要(yào)工藝過程,對(duì)模具的製造精度、模具的強度、模具的工作壽命、模具的製造成本等有著直接的(de)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、模具的表麵強(qiáng)化技術(shù)和(hé)模(mó)具材料的預硬化技術。
模具的真空熱處理:真空熱處(chù)理技(jì)術是近些年發展起來的一種新型(xíng)的熱處理技術,它所具備的特點,正是模具製(zhì)造中(zhōng)所迫切需要(yào)的,比如防止加熱氧化和不脫碳、真(zhēn)空脫氣或除氣,消除氫(qīng)脆,從(cóng)而提高材料(零件(jiàn))的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件內外溫差較小等因素,決定了(le)真空熱處理工藝造成的零件變(biàn)形小等。
模具真空熱處理(lǐ)中(zhōng)主要應(yīng)用的是(shì)真空油冷(lěng)淬火、真空氣冷淬火和(hé)真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優良特性,冷卻劑(jì)和冷卻(què)工藝的選(xuǎn)擇及製定(dìng)非常重要,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。對於熱處(chù)理(lǐ)後不再進行機械加工的模具工作麵,淬火後盡可能采用真空(kōng)回火,特別是真空淬火的(de)工件(模具(jù)),它可以提高與表麵質量相(xiàng)關的機械性能,如疲勞性能、表麵光亮度、耐腐蝕(shí)性等(děng)。
熱處理過程的計算(suàn)機模擬技術的成功開發和(hé)應用,使(shǐ)得模具的智能化熱處理成為可能。由於模具生產的小批量(甚至是單件)、多(duō)品種的特性,以及對熱處理(lǐ)性能要求高和不允(yǔn)許出現廢品的特點,又使(shǐ)得(dé)模具(jù)的(de)智能化熱處理成為必須。國(guó)外工業發達國家,如(rú)美國、日本等,在(zài)真空(kōng)高(gāo)壓氣淬方麵,發展的也很快,主要針對目標也是模具。
模具的表麵處理:模具在工作中除了要求基體(tǐ)具有足夠高的強度和韌性的合理配(pèi)合外,其表麵性能對模(mó)具(jù)的工作性能和使用壽命至關(guān)重要。模具的表麵處理技(jì)術,是通過表麵塗覆、表麵改性(xìng)或複合處(chù)理技術,改變(biàn)模具表麵的形態、化學成分、組織結構和(hé)應(yīng)力狀(zhuàng)態,以獲得(dé)所需表麵性能的係統工程。目前在模具製造中應(yīng)用較多的主要是滲氮、滲碳和硬化膜沉(chén)積。
由於滲氮技術可形成優良性能的表麵,並且滲(shèn)氮工藝與模具鋼的淬火(huǒ)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(xiǎo),因此模具的表麵強化(huà)是(shì)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(jù)的整體強韌性,即模具的(de)工作表(biǎo)麵具有高(gāo)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(jù)自上個世(shì)紀80年代開始采(cǎi)用塗覆硬化膜(mó)技術。目前的技術條(tiáo)件下,硬(yìng)化膜沉積技術(主要是設(shè)備)的成本較高,仍然隻在一些(xiē)精密(mì)、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(de)模(mó)具如果(guǒ)采用這一技術,可以整體提高我(wǒ)國(guó)的模具製造水平。
自上個世(shì)紀70年(nián)代開始,國際上就提出預硬化的想(xiǎng)法,但由於加工機床剛度和切削刀具的製約,預硬化的硬(yìng)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。隨著加工(gōng)機床和切削刀具性能的提高,模(mó)具材(cái)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(yòng)材上使用預硬化模塊(kuài)的比例已達到30%(目前(qián)在60%以上)。
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