模具熱(rè)處理(lǐ)技術發展現(xiàn)狀及趨勢分析
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(jù)的強度、模具的工作壽命、模具的製造成本等有著直(zhí)接的影響。20世紀80年代以來,國際模具熱處理技術發展(zhǎn)較快的領域是真空熱處理技術、模具(jù)的表麵強化技術和模具(jù)材(cái)料(liào)的預硬化技術(shù)。
模具的真空熱處理:真空熱處理技術是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術,它所具備的特點,正是(shì)模具製造中所迫切需要的,比如防止加熱氧化和不脫碳(tàn)、真空脫氣或除氣,消除氫脆,從而提高材料(零件)的塑(sù)性、韌性和疲勞強度。真空(kōng)加熱緩慢、零(líng)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。
模具真空熱處理中主(zhǔ)要應用的(de)是真空油冷淬火、真空氣冷淬火(huǒ)和真空回火。為保持工件(如模具)真空加(jiā)熱的優良特性,冷卻劑(jì)和冷卻工藝的選擇(zé)及製定非常重要,模具淬火過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具工作麵,淬火後盡(jìn)可能采用真空回火,特別是真空淬(cuì)火的工件(模具),它可以提高與表麵質量相關的機械性(xìng)能,如疲勞性能、表麵光亮度、耐腐蝕性等(děng)。
熱處理過程的計算機模擬技術的成功開發和應用,使得模具的智能化熱處理成為(wéi)可能。由(yóu)於模具生產的小批量(甚至是單件)、多品種(zhǒng)的特性,以及對熱處理性能要(yào)求高和不允許出現廢(fèi)品的特點,又使得模具的智能化(huà)熱處理成為必須。國(guó)外工業發達國家,如(rú)美國、日本等(děng),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(mó)具。
模具的表(biǎo)麵處理:模具在工作中除了要求基體具有(yǒu)足夠高的強度和韌性的合理配合(hé)外,其表麵性能對模具的工作性能和使用壽命至關重要。模具的表麵處理技術,是(shì)通(tōng)過表麵塗覆(fù)、表麵改性或(huò)複合處理技術,改變模具表麵(miàn)的形態、化(huà)學成分、組織結(jié)構(gòu)和(hé)應力狀態,以獲得所需表麵性能的係統工(gōng)程。目前在(zài)模具製造中應用較多的主要是滲氮、滲碳和硬化(huà)膜沉積。
由於滲氮技術可形成優良(liáng)性能的表麵,並(bìng)且滲氮工藝與模具鋼的(de)淬火工藝(yì)有良好的協(xié)調性,同時滲(shèn)氮溫度低(dī),滲(shèn)氮後不需激烈冷卻,模具(jù)的(de)變形極小,因此模具的表麵強化(huà)是采用滲氮技術較早,也(yě)是應用最(zuì)廣泛的。
模具滲碳是為了提高模具的整體強韌性,即模具的工作表麵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(huà)膜技術。目(mù)前的技術條件下,硬化(huà)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(fù)硬化膜的成本會大大降低,更多的模(mó)具如果采用這(zhè)一技術,可以整體提高我國的(de)模具製造水(shuǐ)平。
自(zì)上個世紀70年代開始,國際上就提出預硬化的想法,但(dàn)由(yóu)於加工機床剛(gāng)度和(hé)切削刀具的(de)製約,預(yù)硬化的硬度無法達到模具的使用硬度,所以預硬化技(jì)術的研發投入不大。隨(suí)著加工機床和切削刀具性能的提高,模具(jù)材料(liào)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(yòng)預硬化模塊(kuài)的(de)比(bǐ)例已達到30%(目前在60%以上)。
| ||