热处理工艺对模具性能的影响
模具热处理是确保模具功能的重要技能进程。它对模具的如下功能有着直接的影响。
模具的制作精度:安排改动不均匀、不完全及热处理构成的剩余应力过大构成模具在热处理后的加工、装配和模具运用进程中的变形,然后下降模具的精度,乃至作废。
模具的强度:热处理技能拟定不妥、热处理操作不规范或热处理设备状况不无缺,构成被处理模具强度(硬度)达不到设计请求。
模具的作业寿数:热处理构成的安排构造不合理、晶粒度超支等,致使首要功能如模具的耐性、冷热疲惫功能、抗磨损功能等下降,影响模具的作业寿数。
模具的制作本钱:作为模具制作进程的中间环节或最终工序,热处理构成的开裂、变形超差及功能超差,大多数情况下会使模具作废,即使经过修补仍可持续运用,也会添加工时,延伸交货期,前进模具的制作本钱。
恰是热处理技能与模具质量有非常亲近的关联性,使得这二种技能在现代化的进程中,相互促进,共同前进。20世纪80年代以来,国际模具热处理技能开展较快的领域是真空热处理技能、模具的外表强化技能和模具资料的预硬化技能。
模具的真空热处理技能
真空热处理技能是近些年开展起来的一种新式的热处理技能,它所具有的特色,恰是模具制作中所迫切需要的,比如避免加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,然后前进资料(零件)的塑性、耐性和疲惫强度。真空加热缓慢、零件表里温差较小等因素,决议了真空热处理技能构成的零件变形小等。
按选用的冷却介质不一样,真空淬火可分为真空油冷淬火、真空气冷淬火、真空水冷淬火和真空硝盐等温淬火。模具真空热处理中首要运用的是真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为坚持工件(如模具)真空加热的优秀特性,冷却剂和冷却技能的挑选及拟定非常重要,模具淬火进程首要选用油冷和气冷。
关于热处理后不再进行机械加工的模具作业面,淬火后尽可能选用真空回火,特别是真空淬火的工件(模具),它能够前进与外表质量有关的机械功能,如疲惫功能、外表光亮度、而腐蚀性等。
热处理进程的计算机模仿技能(包含安排模仿和功能猜测技能)的成功开发和运用,使得模具的智能化热处理变成可能。因为模具出产的小批量(乃至是单件)、多品种的特性,以及对热处理功能请求高和不允许出现废品的特色,又使得模具的智能化热处理变成有必要。模具的智能化热处理包含:清晰模具的构造、用材、热处理功能请求;模具加热进程温度场、应力场散布的计算机模仿;模具冷却进程温度场、相变进程和应力场散布的计算机模仿;加热和冷却技能进程的仿真;淬火技能的拟定;热处理设备的自动化操控技能。国外工业发达国家,如美国、日本等,在真空高压气淬方面,现已开展了这方面的技能研制,首要针对方针也是模具。
模具的外表处理技能
模具在作业中除了请求基体具有足够高的强度和耐性的合理配合外,其外表功能对模具的作业功能和运用寿数至关重要。这些外表功能指:耐磨损功能、耐腐蚀功能、摩擦系数、疲惫功能等。这些功能的改善,单纯依靠基体资料的改善和前进是非常有限的,也是不经济的,而经过外表处理技能,通常能够收到事半功倍的作用,这也恰是外表处理技能得到迅速开展的因素。
模具的外表处理技能,是经过外表涂覆、外表改性或复合处理技能,改动模具外表的形状、化学成分、安排构造和应力状况,以取得所需外表功能的系统工程。从外表处理的方法上,又可分为:化学办法、物理办法、物理化学办法和机械办法。尽管旨在前进模具外表功能新的处理技能不断涌现,但在模具制作中运用较多的首要是渗氮、渗碳和硬化膜堆积。
渗氮技能有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方法,每一种渗氮方法中,都有若干种渗氮技能,能够习惯不一样钢种不一样工件的请求。因为渗氮技能可构成优秀功能的外表,并且渗氮技能与模具钢的淬火技能有良好的协调性,同时渗氮温度低,渗氮后不需剧烈冷却,模具的变形极小,因此模具的外表强化是选用渗氮技能较早,也是运用最广泛的。
[pagecute] 模具渗碳的目的,首要是为了前进模具的全体强耐性,即模具的作业外表具有高的强度和耐磨性,由此引进的技能思路是,用较低级的资料,即经过渗碳淬火来替代较高等级的资料,然后下降制作本钱。
硬化膜堆积技能如今较老练的是CVD、PVD。为了添加膜层工件外表的结合强度,如今开展了多种增强型CVD、PVD技能。硬化膜堆积技能最早在工具(刀具、刃具、量具等)上运用,作用极佳,多种刀具已将涂覆硬化膜作为规范技能。模具自上个世纪80年代开端选用涂覆硬化膜技能。如今的技能条件下,硬化膜堆积技能(首要是设备)的本钱较高,依然只在一些精细、长寿数模具上运用,假如选用建立热处理中心的方法,则涂覆硬化膜的本钱会大大下降,更多的模具假如选用这一技能,能够全体前进中国的模具制作水平。
模具资料的预硬化技能
模具在制作进程中进行热处理是绝大多数模具长期沿袭的一种技能,自上个世纪70年代开端,国际上就提出预硬化的主意,但因为加工机床刚度和切削刀具的制约,预硬化的硬度无法达到模具的运用硬度,所以预硬化技能的研制投入不大。跟着加工机床和切削刀具功能的前进,模具资料的预硬化技能开发速度加快,到上个世纪80年代,国际上工业发达国家在塑料模用材上运用预硬化模块的份额已达到30%(如今在60%以上)。中国在上世纪90年代中后期开端选用预硬化模块(首要用国外进口产品)。
模具资料的预硬化技能首要在模具资料出产厂家开发和施行。经过调整钢的化学成分和装备相应的热处理设备,能够大批量出产质量安稳的预硬化模块。中国在模具资料的预硬化技能方面,起步晚,规划小,如今还不能满意国内模具制作的请求。
选用预硬化模具资料,能够简化模具制作技能,缩短模具的制作周期,前进模具的制作精度。能够预见,跟着加工技能的前进,预硬化模具资料会用于更多的模具类型.