模具熱處(chù)理技術發展現狀及趨勢分析
模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程,對模具的製(zhì)造精度、模具的強度、模具的工作壽命、模具的製造成本等有(yǒu)著直接的影(yǐng)響。20世紀80年代(dài)以來,國際模具(jù)熱處理技術發展較快(kuài)的領域是真空(kōng)熱(rè)處理技術、模具的表麵強化技術(shù)和模具材(cái)料的預硬化技術。
模具的真空熱處(chù)理(lǐ):真空熱處理技術是近些年發展起來(lái)的一種新型的熱(rè)處理技術,它所具備的(de)特點,正是模具製造中所迫(pò)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(chú)氫脆,從而提高材料(零(líng)件)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(dìng)了真空(kōng)熱處(chù)理工藝(yì)造成的零件變形小等。
模具真空熱處(chù)理中主要應用的是真空油(yóu)冷淬火、真(zhēn)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(yì)的選擇及(jí)製定非常重要,模(mó)具淬火過(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(de)模具工(gōng)作麵,淬火後盡可能采用真空回(huí)火(huǒ),特別是真空淬火的工件(模具),它可以提高與表麵質量相關的機械性能,如疲勞性能、表麵光亮度、耐腐蝕性等。
熱處理過(guò)程的計算機模擬技術的成(chéng)功開發和應用,使得模具的(de)智能化熱處理(lǐ)成為可能。由於模具生產的(de)小(xiǎo)批量(liàng)(甚至是(shì)單件(jiàn))、多(duō)品種的特(tè)性,以及對熱(rè)處理(lǐ)性能要求高和不允(yǔn)許出(chū)現廢品的特點,又使得模具的(de)智能化熱(rè)處理成為必須。國外(wài)工業發達(dá)國家,如美國、日本等,在真空高壓氣淬方麵,發展(zhǎn)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具有足夠高的強度和韌(rèn)性的合理配(pèi)合外(wài),其表麵(miàn)性能(néng)對模具的工(gōng)作性能和使用壽命至關重要。模具的表麵處理技術,是通過表麵塗覆、表麵改性或(huò)複合處理技術,改變模具表麵的(de)形態、化學(xué)成分、組織結構和(hé)應力狀態,以獲得所需表麵性能的係統工程(chéng)。目(mù)前在模具製造中應用較多的主要是滲氮、滲碳(tàn)和硬(yìng)化膜沉積。
由於(yú)滲氮技術可形成優良性能的表麵,並且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協調性,同時(shí)滲氮溫度低,滲氮後不需激烈冷卻,模具的變形極小,因此模具的表麵強化是采(cǎi)用滲(shèn)氮技術較早,也是應用最(zuì)廣泛的。
模具滲碳是為了提(tí)高模具的整體強韌性,即模具的工作(zuò)表麵具有高的強度(dù)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(mó)技術。目前的技術條(tiáo)件下,硬化膜(mó)沉(chén)積技術(主要是設備(bèi))的成本較高(gāo),仍然隻在一些精密、長壽命(mìng)模具上應用,如果采用建立熱(rè)處理中心的方式,則塗(tú)覆硬化膜的成本會(huì)大大降低,更多的(de)模具(jù)如果采用這一技術,可以整體提高我國的模具製造水平。
自上個世紀70年代開始,國際上就提出預硬化的想法,但由於加工(gōng)機床剛度和切(qiē)削刀(dāo)具的製約,預硬化的硬度無法達(dá)到模具的(de)使用硬(yìng)度,所以預硬化技(jì)術的研發投入不大。隨著加工機床和切削刀具性能的提高,模具材料(liào)的預硬化技術開發速度加(jiā)快,到上(shàng)個世紀80年代,國際(jì)上工業發達國家在塑(sù)料模用材上使用預硬化模塊的比例已達到30%(目前在(zài)60%以上)。
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