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四種模具表面處理技術(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。這些表面性能指:耐磨損性能、耐腐蝕性能、摩擦系數、疲勞性能等。這些性能的改善,單純依賴(lài)基體材料的改進(jìn)和提高是非常有限的,也是不經(jīng)濟的,而通過(guò)表面處理技術(shù),往往可以收到事半功倍的效果,這也正是表面處理技術(shù)得到迅速發(fā)展的原因。
????????模具的表面處理技術(shù),是通過(guò)表面涂覆、表面改性或復合處理技術(shù),改變模具表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結構和應力狀態(tài),以獲得所需表面性能的系統工程。從表面處理的方式上,又可分為:化學(xué)方法、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,但在模具制造中,應用較多的主要的滲氮、滲碳和硬化膜沉積。
????????1、滲氮
????????滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮和液體滲氮等方式。每一種滲氮方式中,都有若干種滲氮技術(shù),可以適應不同鋼種、不同工件的要求。由于滲氮技術(shù)可以形成優(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,同時(shí),滲氮溫度低,滲氮后不需激烈冷卻,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,也是應用最廣泛的。
????????2、滲碳
????????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。由此引入的技術(shù)思路是,用較低級的材料,即通過(guò)滲碳淬火來(lái)代替較高級別的材料,從而降低制造成本。
????????3、硬化膜沉積
????????硬化膜沉積技術(shù),目前較成熟的是CVD和PVD。為了增加膜層與工件表面的結合強度,現在發(fā)展了多種增強型CVD、PVD技術(shù)。
????????硬化膜沉積技術(shù)最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用,效果極佳,多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。
????????模具自上個(gè)世紀80年代開(kāi)始采用涂覆硬化膜技術(shù)。目前的技術(shù)條件下,硬化膜沉積技術(shù)(主要是設備)的成本較高,仍然只在一些精密、長(cháng)壽命模具上應用,如果采用建立熱處理中心的方式,則涂覆硬化膜的成本會(huì )大大降低。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。
????????4、模具材料的預硬化技術(shù)
????????模具在制造過(guò)程中,進(jìn)行熱處理是絕大多數模具長(cháng)時(shí)間沿用的一種工藝。自上個(gè)世紀70年代開(kāi)始,國際上就提出預硬化的想法,但由于加工機床剛度和切削刀具的制約,預硬化的硬度無(wú)法達到模具的使用硬度,所以,預硬化技術(shù)的研發(fā)投入不大。
????????隨著(zhù)加工機床和切削刀具性能的提高,模具材料的預硬化技術(shù)開(kāi)發(fā)速度加快,到上個(gè)世紀80年代,國際上工業(yè)發(fā)達國家在塑料模用材上使用預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(kāi)始采用預硬化模塊(主要用國外進(jìn)口產(chǎn)品)。
????????模具材料的預硬化技術(shù)主要在模具材料生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)和實(shí)施。通過(guò)調整鋼的化學(xué)成分和配備相應的熱處理設備,可以大批量生產(chǎn)質(zhì)量穩定的預硬化模塊。我國在模具材料的預硬化技術(shù)方面,起步晚,規模小,目前還不能滿(mǎn)足國內模具制造的要求。
????????采用預硬化模具材料,可以簡(jiǎn)化模具制造工藝,縮短模具的制造周期,提高模具的制造精度??梢灶A見(jiàn),隨著(zhù)加工技術(shù)的進(jìn)步,預硬化模具材料會(huì )用于更多的模具類(lèi)型。