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鑄造模具熱處理技術

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鑄造模具熱處理技術

發布日期:2017-05-22 作者: 點擊:

鑄造模具熱處理技術

在平闆平台行業中鑄造模具熱處理技術占着極其重要的地位。

一、模具的表面處理技術

   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,單純依賴基體材料的改進和提高是非常有限的,也是不經濟的,而通過表面處理技術,往往可以收到事半功倍的效果,這也正是表面處理技術得到迅速發展的原因。

  模具的表面處理技術,是通過表面塗覆、表面改性或複合處理技術,改變模具表面的形态、化學成分、組織結構和應力狀态,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:化學方法、物理方法物理化學方法和機械方法。雖然旨在提高模具表面性能新的處理技術不斷湧現,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。

  滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方式.每一種滲氮方式中,都有若幹種滲氮技術,可以适應不同鋼種不同工件的要求。由于滲氮技術可形成優良性能的表面,并且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協調,同時滲氮溫度低滲氮後不需激烈冷卻,模具的變形極小,因此模具的表面強化是采用滲氮技術較早,也是應用最廣泛的。

  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。由此引入的技術思路是,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來代替較高級别的材料,從而降低制造成本。

  二、模具的真空熱處理技術

  真空熱處理技術是近些年發展起來的一種新型的熱處理技術,它所具備的特點,正是模具制造中所迫切需要的,比如防止加氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣,消除氫脆,從而提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件内外溫差較小等因素,決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。

  按采用的冷卻介質不同,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。模具真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優良特性,冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。

  對于熱處理後不再進行機械加工的模具工作面,淬火後盡可能采用真空回火,特别是真空淬火的工件(模具),它可以提高與表面質量相關的機械性能。如疲勞性能、表面光亮度、腐蝕性等。

  熱處理過程的計算機模拟技術(包括組織模拟和性能預測技術)的成功開發和應用,使得模具的智能化熱處理成為可能。由于模具生産的小批量(甚至是單件)、多品種的特性,以及對熱處理性能要求高和不允許出現廢品的特點,又使得模具的智能化處理成為必須。模具的智能化熱處理包括:明确模具的結構、用材、熱處理性能要求:模具加熱過程溫度場、應力場分布的計算機模拟;模具冷卻過程溫度場、相變過程和應力場分布的計算機模拟;加熱和冷卻工藝過程的仿真;淬火工藝的制定;熱處理設備的自動化控制技術。國外工業發達國家,

  三、模具材料的預硬化技術

  模具在制造過程中進行熱處理是絕大多數模具長時間沿用的一種工藝,白上個世紀70年代開始,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,預硬化的硬度無法達到模具的使用硬度,所以預硬化技術的研發投入不大。随着加工機床和切削刀具性能的提高,模具材料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年代中後期開始采用預硬化模塊(主要用國外進口産品)。

  模具材料的預硬化技術主要在模具材料生産廠家開發和實施。通過調整鋼的化學成分和配備相應的熱處理設備,可以大批量生産質量穩定的預硬化模塊。我國在模具材料的預硬化技術方面,起步晚,規模小,目前還不能滿足國内模具制造的要求。

 

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