在平板平臺行業(yè)中,鑄造模具熱處理技術(shù)占著極其重要的地位趟章。
一慨默、模具的表面處理技術(shù)
模具在工作中除了要求基體具有足夠高的強度和韌性的合理配合外,其表面性能對模具的工作性能和使用壽命至關(guān)重要耻瑟。這些表面性能指:耐磨損性能旨指、耐腐蝕性能、摩擦系數(shù)溃墨、疲勞性能等抽雇。這些性能的改善,單純依賴基體材料的改進和提高是非常有限的擂益,也是不經(jīng)濟的剖冒,而通過表面處理技術(shù),往往可以收到事半功倍的效果翻妆,這也正是表面處理技術(shù)得到迅速發(fā)展的原因卓邓。
模具的表面處理技術(shù),是通過表面涂覆践拐、表面改性或復(fù)合處理技術(shù)铁蒋,改變模具表面的形態(tài)、化學(xué)成分鹿逞、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)魏刘,以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。從表面處理的方式上乙淡,又可分為:化學(xué)方法绊含、物理方法物理化學(xué)方法和機械方法。雖然旨在提高模具表面性能新的處理技術(shù)不斷涌現(xiàn)芦倒,但在模具制造中應(yīng)用較多的主要的滲氮艺挪、滲碳和硬化膜沉積。
滲氮工藝有氣體滲氮兵扬、離子滲氮麻裳、液體滲氮等方式.每一種滲氮方式中,都有若干種滲氮技術(shù)器钟,可以適應(yīng)不同鋼種不同工件的要求津坑。由于滲氮技術(shù)可形成優(yōu)良性能的表面,并且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協(xié)調(diào)傲霸,同時滲氮溫度低滲氮后不需激烈冷卻疆瑰,模具的變形極小,因此模具的表面強化是采用滲氮技術(shù)較早昙啄,也是應(yīng)用最廣泛的穆役。
模具滲碳的目的,主要是為了提高模具的整體強韌性,即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性聘楞。由此引入的技術(shù)思路是涉爆,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來代替較高級別的材料虑涣,從而降低制造成本层阎。
硬化膜沉積技術(shù)目前較成熟的是CVD、PVD坪逃。為了增加膜層工件表面的結(jié)合強度轰弥,現(xiàn)在發(fā)展了多種增強型CVD、'PVI)技術(shù)咬钝。硬化膜沉積技術(shù)最早在工具(刀具杀铆、刃具、量具等)上應(yīng)用哈堵,效果極佳魄恭,多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術(shù)案贩。目前的技術(shù)條件下,硬化膜沉積技術(shù)(主要是設(shè)備)的成本較高愤厦,仍然只在一些精密攒庵、長壽命模具上應(yīng)用,如果采用建立熱處理中心的方式败晴,則涂覆硬化膜的成本會大大降低浓冒,更多的模具如果采用這一技術(shù),可以整體提高我國的模具制造水平尖坤。
二稳懒、模具的真空熱處理技術(shù)
真空熱處理技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術(shù),它所具備的特點慢味,正是模具制造中所迫切需要的场梆,比如防止加氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣纯路,消除氫脆或油,從而提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度驰唬。真空加熱緩慢顶岸、零件內(nèi)外溫差較小等因素,決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等叫编。
按采用的冷卻介質(zhì)不同拿酱,真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火企恢。模具真空熱處理中主要應(yīng)用的是真空油冷淬火呆埃、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優(yōu)良特性涡趟,冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要林皇,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷妓付。
對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面滚胎,淬火后盡可能采用真空回火田搏,特別是真空淬火的工件(模具)歌憨,它可以提高與表面質(zhì)量相關(guān)的機械性能着憨。如疲勞性能、表面光亮度务嫡、腐蝕性等甲抖。
熱處理過程的計算機模擬技術(shù)(包括組織模擬和性能預(yù)測技術(shù))的成功開發(fā)和應(yīng)用,使得模具的智能化熱處理成為可能心铃。由于模具生產(chǎn)的小批量(甚至是單件)准谚、多品種的特性,以及對熱處理性能要求高和不允許出現(xiàn)廢品的特點去扣,又使得模具的智能化處理成為必須柱衔。模具的智能化熱處理包括:明確模具的結(jié)構(gòu)、用材愉棱、熱處理性能要求:模具加熱過程溫度場、應(yīng)力場分布的計算機模擬或链;模具冷卻過程溫度場嚎衡、相變過程和應(yīng)力場分布的計算機模擬介然;加熱和冷卻工藝過程的仿真盗晨;淬火工藝的制定献鬼;熱處理設(shè)備的自動化控制技術(shù)许夺。國外工業(yè)發(fā)達國家扼褪,如美國、日本等幔崖,在真空高壓氣淬方面岖瑰,已經(jīng)開展了這方面的技術(shù)研發(fā),主要針對目標也是模具刻伊。
三、模具材料的預(yù)硬化技術(shù)
模具在制造過程中進行熱處理是絕大多數(shù)模具長時間沿用的一種工藝,白上個世紀70年代開始绅拢,國際上就提出預(yù)硬化的想法濒聪,但由于加工機床剛度和切削刀具的制約砍没,預(yù)硬化的硬度無法達到模具的使用硬度舅洋,所以預(yù)硬化技術(shù)的研發(fā)投入不大培愁。隨著加工機床和切削刀具性能的提高著摔,模具材料的預(yù)硬化技術(shù)開發(fā)速度加快,到上個世紀80年代竭钝,國際上工業(yè)發(fā)達國家在塑料模用材上使用預(yù)硬化模塊的比例已達到30%(目前在60%以上)。我國在上世紀90年代中后期開始采用預(yù)硬化模塊(主要用國外進口產(chǎn)品)。
模具材料的預(yù)硬化技術(shù)主要在模具材料生產(chǎn)廠家開發(fā)和實施。通過調(diào)整鋼的化學(xué)成分和配備相應(yīng)的熱處理設(shè)備,可以大批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的預(yù)硬化模塊偿曙。我國在模具材料的預(yù)硬化技術(shù)方面附直,起步晚矢锯,規(guī)模小,目前還不能滿足國內(nèi)模具制造的要求秋贤。
采用預(yù)硬化模具材料跛猛,可以簡化模具制造工藝,縮短模具的制造周期爬喝,提高模具的制造精度儡绩。可以預(yù)見程鸵,隨著加工技術(shù)的進步较搔,預(yù)硬化模具材料會用于更多的模具類型寡瘩。
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