淺論常用模具表面強化處理技術(shù).docx

1、淺析常用模具外表強化處理技術(shù)DOI：10.16660/ki.l674-098X.2017.11.052摘要：現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)之稱，模具設(shè)計與制造技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平上下的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)效益和新型產(chǎn)品的開發(fā)能力，而模具的工作環(huán)境直接影響其使用壽命。除合理選擇模具材料、制定正確的制造加工方法以外，需對模具零部件采取相應(yīng)的外表強化處理技術(shù)，提高模具質(zhì)量，延長其效勞年限。關(guān)鍵詞：模具模具壽命外表強化處理技術(shù)熱處理方法中圖分類號：TG162.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X(2017)04-0052-02模具作?橐恢指咆?率、高精度的生產(chǎn)工

2、具，廣泛用于電子、機械、農(nóng)業(yè)、化工等各個行業(yè)。模具的工作條件惡劣，在使用過程中常承受著各種各樣的力的作用，常因磨損、腐蝕、斷裂等形式而報廢失效，而模具的失效一般都是由外表磨損開場的，模具失效將直接影響到成型產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益等。模具質(zhì)量決定一切，那么正確制定制造加工方法、合理選擇模具材料及熱處理方法，對模具零部件進(jìn)展相應(yīng)的外表強化處理，延緩模具材料的外表破壞將有效提高模具質(zhì)量，延長模具的使用壽命，促使產(chǎn)業(yè)利益最大化。1模具外表強化處理模具外表處理的目的是使模具基體材料外表獲得原本沒有的性能，或者是進(jìn)一步提高模具原本具備的性能，這些性能主要是指模具材料外表的耐磨性、抗氧化性、抗咬合性、抗

3、沖擊性、抗熱粘附性、抗冷熱疲勞性及抗腐蝕性等。模具強化處理歸納總結(jié)為化學(xué)熱處理強化、外表熱處理強化、外表鍍覆強化、高能束外表強化技術(shù)高密度能外表強化）、模具鋼的預(yù)硬化技術(shù)等五種強化技術(shù)。2化學(xué)熱處理強化模具化學(xué)熱處理強化是將模具加熱到一定的溫度與特定的活性介質(zhì)起化學(xué)反響，使一種或幾種元素滲入模具材料表層，從而改變模具材料表層的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。模具的化學(xué)熱處理方法可分為滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼和滲金屬等。（見表1）化學(xué)熱處理強化，活性原子滲入工件表層都是由以下三個根本過程組成的。1）分解一一由化學(xué)介質(zhì)分解出能滲入工件表層的活性原子。2）吸收一一工件外表吸收活性原子。3）擴(kuò)散被

4、工件吸收，在一定的溫度下，由外表向內(nèi)部擴(kuò)散，形成一定厚度的擴(kuò)散層?；瘜W(xué)熱處理強化應(yīng)根據(jù)模具零件的性能要求及工藝的易行性與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，綜合衡量后合理地選用熱處理方法。例如：滲碳與滲氮都可提高零件的耐磨性，滲碳處理是在900°C1000°C的高溫下進(jìn)展，在較短時間內(nèi)約610h）即可獲得較深的滲層，故一般要求硬化層較深約0.9-2.5mm）的耐磨零件多采用滲碳處理，既可滿足性能要求，又較經(jīng)濟(jì)。對尺寸要求嚴(yán)格的零部件，可選擇滲氮處理在低溫500°C600°C）進(jìn)展，這樣可保證零件尺寸精度，但滲氮層增厚緩慢，滲氮時間常需十幾個小時甚至幾十個小時，相對而言費時太多較不

5、經(jīng)濟(jì)。3外表熱處理強化模具的外表熱處理強化是指對模具外表進(jìn)展熱處理，以提高模具的耐腐蝕性、硬度和耐磨性，到達(dá)強化模具外表性能的目的，主要指進(jìn)展氣相沉積。氣相沉積是指將含有形成沉積元素的氣相物質(zhì)輸送到工件外表，在工件外表形成沉積層的工藝方法。通常是在工件外表覆蓋一層厚度為。.51。?m的過渡族元素（如Ti、V、Cr、W、Mo、Nb等）與C、N、0、B等元素形成的化合物層。按形成的原理一般可分為化學(xué)氣相沉積CVD法）和物理氣相沉積PVD法），而物理氣相沉積又可分為真空鍍覆、陰極濺射和離子鍍等三種方法。例如：1)用H13鋼制造鋁型材擠壓模具，經(jīng)鹽浴滲銘后，在其外表形成56?m的碳化格層，與滲氮相比模

6、具壽命提高50%以上鋁型材外表的粗糙度也較滲氮低。(2)T8A鋼材質(zhì)拉深模，經(jīng)常溫處理后，每拉深10。200件需修模一次，經(jīng)滲銘處理后，可拉深1000件以上。4外表鍍覆強化模具的外表鍍覆強化是指在目錄外表覆蓋一層單一金屬及非金屬化合物層，改變模具表層的化學(xué)成分，提高模具的耐腐蝕性、硬度和耐磨性，以到達(dá)強化模具外表性能的目的。外表鍍覆強化主要分為電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍等三種。金屬經(jīng)過電鍍后，可改變其外觀，具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨性；而電刷鍍是電鍍的一種特殊形式，又稱無槽鍍或涂鍍；化學(xué)鍍可以獲得單一金屬鍍層、合金鍍層和復(fù)合鍍層,在模具中應(yīng)用較多的是鍍保及其合金?；瘜W(xué)鍍與電鍍、電刷鍍相比具有均鍍能力和

7、深度能力好，具有良好的仿型性，非常適合形狀復(fù)雜的模具成型零部件，并且沉積厚度可控，鍍層致密與基體結(jié)合良好，已在沖壓模具、塑料模具等多種模具是得到應(yīng)用。例如：以3Cr2W8V鋼為材料的連桿蓋熱鍛模，利用電刷鍍技術(shù)可顯著提高模具壽命，電鍍層還具有良好的紅硬性、耐磨性和抗氧化能力。以Crl2MoV鋼為材料的拉深模，經(jīng)化學(xué)鍍Ni-P處理后鍍層硬度為6064HRC,具有優(yōu)良的耐磨性，高的硬度和小的摩擦系數(shù)，使用壽命從2萬次提高到9萬次。3）以45鋼為材料的拉深模，經(jīng)化學(xué)鍍10?m厚的鐐磷鍍層后，模具外表硬度到達(dá)1000HV以上，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，是模具壽命延長了10倍。5高能束外表強化技術(shù)高密度能外表強

8、化）作為一種新興熱處理技術(shù)，高能束外表強化技術(shù)是以極大密度的能量瞬時供應(yīng)模具外表，使其發(fā)生相應(yīng)硬化、融化后快速凝固和外表合金化效果的熱處理技術(shù)。高能束熱源通常是激光、電子束、離子束等，具有加熱速度快，工件變形小，不需冷卻介質(zhì)，可控性能好，便于實現(xiàn)自動化處理等特點。例如：國內(nèi)常采用激光外表相變硬化、小尺寸電子束和中等功率的離子注入來提高模具的外表硬度，已被用于鋼和鑄鐵的外表硬化，提高其抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕性能。6模具鋼的預(yù)硬化處理技術(shù)模具鋼的預(yù)硬化處理技術(shù)也是一種新興熱處理技術(shù)，是指在模具機械加工前機械預(yù)熱處理，使之到達(dá)使用時的硬度2550HRC）,然后把模具加工成形而不再進(jìn)展熱處理，從而保證精細(xì)、復(fù)雜模具精度的處理技術(shù)。采用預(yù)硬化模具材料，可以簡化模具的制造工藝，縮短模具的制造周期，降低生產(chǎn)本錢，提高模具的制造精度?；蛟S我們可以預(yù)見，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)硬化模具材料會用于越來越多的模具中，這將是一個更為廣闊的開展空間。7結(jié)語我國的模具壽命還不夠長，我們常見的模具損壞有一半左右是由于熱處理不到位所造成的，所以為了延長模具使用壽命，我們需嚴(yán)格進(jìn)展熱處理把關(guān)。模具外表強化處理的方法還有很多，我們要結(jié)合各種模具的工作條件及其使用的經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮。通過適宜的外表強化技術(shù)來改變模具表層的成份和組織，使零件具有“內(nèi)韌外硬一一內(nèi)部韌、外表硬、耐磨、耐熱、耐蝕、抗疲勞、抗粘結(jié)的優(yōu)異性