好方法推薦—四種模具表面處理技術


好方法推薦—四種模具表面處理技術

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、摩擦係數、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,改變模具表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態,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,但在模具製造中,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,可以適應不同鋼種、不同工件的要求。由於滲氮技術可以形成優良性能的表面,並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,模具的表面強化是採用滲氮技術較早,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。由此引入的技術思路是,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來代替較高級別的材料,從而降低製造成本。

3、硬化膜沉積

硬化膜沉積技術,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,現在發展了多種增強型CVD、PVD技術。

硬化膜沉積技術最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用,效果極佳,多種刀具已將塗覆硬化膜作為標準工藝。

好方法推薦—四種模具表面處理技術

模具自上個世紀80年代開始採用塗覆硬化膜技術。目前的技術條件下,硬化膜沉積技術(主要是設備)的成本較高,仍然只在一些精密、長壽命模具上應用,如果採用建立熱處理中心的方式,則塗覆硬化膜的成本會大大降低。更多的模具如果採用這一技術,可以整體提高我國的模具製造水平。

四、模具材料的預硬化技術

模具在製造過程中,進行熱處理是絕大多數模具長時間沿用的一種工藝。自上個世紀70年代開始,國際上就提出預硬化的想法,但由於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。

隨著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年代中後期開始採用預硬化模塊(主要用國外進口產品)。

模具材料的預硬化技術主要在模具材料生產廠家開發和實施。通過調整鋼的化學成分和配備相應的熱處理設備,可以大批量生產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,目前還不能滿足國內模具製造的要求。

採用預硬化模具材料,可以簡化模具製造工藝,縮短模具的製造週期,提高模具的製造精度。可以預見,隨著加工技術的進步,預硬化模具材料會用於更多的模具類型。


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