模具處理技術的現狀及走勢
| 模具處理技術的現狀及走勢
隨著機械制造的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，模具制造行業(yè)的重要性越來越明顯，而模具制作過程中各種處理技術的應用將直接影響到模具的各項性能。下面從多個方面介紹一下現代模具制造過程中主要技術的應用及發(fā)展趨勢。
1、模具熱處理技術
模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程。它對模具的性能有著直接的影響。：
首先組織轉變不均勻、熱處理所形成的殘余應力過大都造成模具在制造和使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報廢。
其次熱處理工藝制定不當、操作不規(guī)范或熱處理設備狀態(tài)不完好都會造成被處理模具的強度（硬度）達不到設計和使用要求。
第三熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等會導致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，直接影響模具的工作壽命。
第四作為模具制造過程的中間環(huán)節(jié)或最終工序，開裂、變形超差及性能超差等大多數情況下會使模具報廢，從而增加工時，延長交貨期，提高模具的制造成本。
正是熱處理技術與模具質量有十分密切的關聯性，使得這二種技術在現代化的進程中，相互促進，共同提高。近年來，隨著國際模具熱處理技術的快速發(fā)展，其主要的領域有以下幾個方面：
1.模具的真空熱處理技術
真空熱處理技術是近些年發(fā)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，比如防止加熱氧化和不脫碳、消除氫脆，從而提高材料（零件）的塑性、韌性和疲勞強度，加熱緩慢、零件內外溫差較小零件變形小等特點。
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(yōu)良特性，模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。
對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，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、而腐蝕性等。同時加入熱處理過程的計算機模擬技術（包括組織模擬和性能預測技術），使得模具的智能化熱處理成為可能。有利于模具生產的小批量（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。國外工業(yè)發(fā)達國家，如美國、日本等，在真空高壓氣淬和職能熱處理方面，已經開展了這方面的技術研發(fā)，主要針對目標也是模具。
2、模具表面處理技術
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。其主要表現于：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，單純依賴于熱處理是非常有限的，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(fā)展的原因。
模具的表面處理技術不斷涌現，但在模具制造中應用較多的主要是滲氮、滲碳和硬化膜沉積。
滲氮工藝有若干種滲氮技術，可以適應不同鋼種不同工件的要求。由于滲氮技術可形成優(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)調性，同時滲氮溫度低，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別的材料，從而降低制造成本。
硬化膜沉積技術目前較成熟的是CVD、PVD。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，多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術。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。
3、模具材料的預硬化技術
自上個世紀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(fā)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(fā)速度加快，到上個世紀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年代中后期開始采用預硬化模塊（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(fā)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(wěn)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(guī)模小，目前還不能滿足國內模具制造的要求。
總之，隨著科學技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，合理的運用先進的技術設備和工藝方法，會大大提高模具的制造精度和性能品質，同時能夠降低制造成本，節(jié)約能源。模具行業(yè)的發(fā)展對于現代機械化大生產和流水線生產同樣產生巨大的作用和影響，從而服務于機械行業(yè)的各個方面。
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