熱處理工藝對模具性能的影響
模具熱處理是確保模具功能的重要技能進(jìn)程。它對模具的如下功能有著直接的影響。
模具的制作精度:安排改動(dòng)不均勻、不完全及熱處理構(gòu)成的剩余應(yīng)力過大構(gòu)成模具在熱處理后的加工、裝配和模具運(yùn)用進(jìn)程中的變形,然后下降模具的精度,乃至作廢。
模具的強(qiáng)度:熱處理技能擬定不妥、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設(shè)備狀況不無缺,構(gòu)成被處理模具強(qiáng)度(硬度)達(dá)不到設(shè)計(jì)請求。
模具的作業(yè)壽數(shù):熱處理構(gòu)成的安排構(gòu)造不合理、晶粒度超支等,致使首要功能如模具的耐性、冷熱疲憊功能、抗磨損功能等下降,影響模具的作業(yè)壽數(shù)。
模具的制作本錢:作為模具制作進(jìn)程的中間環(huán)節(jié)或最終工序,熱處理構(gòu)成的開裂、變形超差及功能超差,大多數(shù)情況下會(huì)使模具作廢,即使經(jīng)過修補(bǔ)仍可持續(xù)運(yùn)用,也會(huì)添加工時(shí),延伸交貨期,前進(jìn)模具的制作本錢。
恰是熱處理技能與模具質(zhì)量有非常親近的關(guān)聯(lián)性,使得這二種技能在現(xiàn)代化的進(jìn)程中,相互促進(jìn),共同前進(jìn)。20世紀(jì)80年代以來,國際模具熱處理技能開展較快的領(lǐng)域是真空熱處理技能、模具的外表強(qiáng)化技能和模具資料的預(yù)硬化技能。
模具的真空熱處理技能
真空熱處理技能是近些年開展起來的一種新式的熱處理技能,它所具有的特色,恰是模具制作中所迫切需要的,比如避免加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣,消除氫脆,然后前進(jìn)資料(零件)的塑性、耐性和疲憊強(qiáng)度。真空加熱緩慢、零件表里溫差較小等因素,決議了真空熱處理技能構(gòu)成的零件變形小等。
按選用的冷卻介質(zhì)不一樣,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。模具真空熱處理中首要運(yùn)用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為堅(jiān)持工件(如模具)真空加熱的優(yōu)秀特性,冷卻劑和冷卻技能的挑選及擬定非常重要,模具淬火進(jìn)程首要選用油冷和氣冷。
關(guān)于熱處理后不再進(jìn)行機(jī)械加工的模具作業(yè)面,淬火后盡可能選用真空回火,特別是真空淬火的工件(模具),它能夠前進(jìn)與外表質(zhì)量有關(guān)的機(jī)械功能,如疲憊功能、外表光亮度、而腐蝕性等。
熱處理進(jìn)程的計(jì)算機(jī)模仿技能(包含安排模仿和功能猜測技能)的成功開發(fā)和運(yùn)用,使得模具的智能化熱處理變成可能。因?yàn)槟>叱霎a(chǎn)的小批量(乃至是單件)、多品種的特性,以及對熱處理功能請求高和不允許出現(xiàn)廢品的特色,又使得模具的智能化熱處理變成有必要。模具的智能化熱處理包含:清晰模具的構(gòu)造、用材、熱處理功能請求;模具加熱進(jìn)程溫度場、應(yīng)力場散布的計(jì)算機(jī)模仿;模具冷卻進(jìn)程溫度場、相變進(jìn)程和應(yīng)力場散布的計(jì)算機(jī)模仿;加熱和冷卻技能進(jìn)程的仿真;淬火技能的擬定;熱處理設(shè)備的自動(dòng)化操控技能。國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家,如美國、日本等,在真空高壓氣淬方面,現(xiàn)已開展了這方面的技能研制,首要針對方針也是模具。
模具的外表處理技能
模具在作業(yè)中除了請求基體具有足夠高的強(qiáng)度和耐性的合理配合外,其外表功能對模具的作業(yè)功能和運(yùn)用壽數(shù)至關(guān)重要。這些外表功能指:耐磨損功能、耐腐蝕功能、摩擦系數(shù)、疲憊功能等。這些功能的改善,單純依靠基體資料的改善和前進(jìn)是非常有限的,也是不經(jīng)濟(jì)的,而經(jīng)過外表處理技能,通常能夠收到事半功倍的作用,這也恰是外表處理技能得到迅速開展的因素。
模具的外表處理技能,是經(jīng)過外表涂覆、外表改性或復(fù)合處理技能,改動(dòng)模具外表的形狀、化學(xué)成分、安排構(gòu)造和應(yīng)力狀況,以取得所需外表功能的系統(tǒng)工程。從外表處理的方法上,又可分為:化學(xué)辦法、物理辦法、物理化學(xué)辦法和機(jī)械辦法。盡管旨在前進(jìn)模具外表功能新的處理技能不斷涌現(xiàn),但在模具制作中運(yùn)用較多的首要是滲氮、滲碳和硬化膜堆積。
滲氮技能有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方法,每一種滲氮方法中,都有若干種滲氮技能,能夠習(xí)慣不一樣鋼種不一樣工件的請求。因?yàn)闈B氮技能可構(gòu)成優(yōu)秀功能的外表,并且滲氮技能與模具鋼的淬火技能有良好的協(xié)調(diào)性,同時(shí)滲氮溫度低,滲氮后不需劇烈冷卻,模具的變形極小,因此模具的外表強(qiáng)化是選用滲氮技能較早,也是運(yùn)用最廣泛的。
[pagecute] 模具滲碳的目的,首要是為了前進(jìn)模具的全體強(qiáng)耐性,即模具的作業(yè)外表具有高的強(qiáng)度和耐磨性,由此引進(jìn)的技能思路是,用較低級的資料,即經(jīng)過滲碳淬火來替代較高等級的資料,然后下降制作本錢。
硬化膜堆積技能如今較老練的是CVD、PVD。為了添加膜層工件外表的結(jié)合強(qiáng)度,如今開展了多種增強(qiáng)型CVD、PVD技能。硬化膜堆積技能最早在工具(刀具、刃具、量具等)上運(yùn)用,作用極佳,多種刀具已將涂覆硬化膜作為規(guī)范技能。模具自上個(gè)世紀(jì)80年代開端選用涂覆硬化膜技能。如今的技能條件下,硬化膜堆積技能(首要是設(shè)備)的本錢較高,依然只在一些精細(xì)、長壽數(shù)模具上運(yùn)用,假如選用建立熱處理中心的方法,則涂覆硬化膜的本錢會(huì)大大下降,更多的模具假如選用這一技能,能夠全體前進(jìn)中國的模具制作水平。
模具資料的預(yù)硬化技能
模具在制作進(jìn)程中進(jìn)行熱處理是絕大多數(shù)模具長期沿襲的一種技能,自上個(gè)世紀(jì)70年代開端,國際上就提出預(yù)硬化的主意,但因?yàn)榧庸C(jī)床剛度和切削刀具的制約,預(yù)硬化的硬度無法達(dá)到模具的運(yùn)用硬度,所以預(yù)硬化技能的研制投入不大。跟著加工機(jī)床和切削刀具功能的前進(jìn),模具資料的預(yù)硬化技能開發(fā)速度加快,到上個(gè)世紀(jì)80年代,國際上工業(yè)發(fā)達(dá)國家在塑料模用材上運(yùn)用預(yù)硬化模塊的份額已達(dá)到30%(如今在60%以上)。中國在上世紀(jì)90年代中后期開端選用預(yù)硬化模塊(首要用國外進(jìn)口產(chǎn)品)。
模具資料的預(yù)硬化技能首要在模具資料出產(chǎn)廠家開發(fā)和施行。經(jīng)過調(diào)整鋼的化學(xué)成分和裝備相應(yīng)的熱處理設(shè)備,能夠大批量出產(chǎn)質(zhì)量安穩(wěn)的預(yù)硬化模塊。中國在模具資料的預(yù)硬化技能方面,起步晚,規(guī)劃小,如今還不能滿意國內(nèi)模具制作的請求。
選用預(yù)硬化模具資料,能夠簡化模具制作技能,縮短模具的制作周期,前進(jìn)模具的制作精度。能夠預(yù)見,跟著加工技能的前進(jìn),預(yù)硬化模具資料會(huì)用于更多的模具類型.