模具熱處理技術

寂靜天花板

        1.模具的制造精度
        組織轉變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應力過大，造成模具在熱處理后的加工、裝配和模具使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報廢。
5 v; _/ X3 ]. x4 T( x2.模具的強度
        熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規范或熱處理設備狀態不完好，造成被處理模具強度（硬度）達不到設計要求。
1 ?* ^" @5 j& e7 ]/ P7 {0 x  P3.模具的工作壽命
        熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等，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，影響模具的工作壽命。
/ x! L& H: C7 ^% }) Q: D4 k9 |4.模具的制造成本
4 p7 z8 i6 u3 M2 J        作為模具制造過程的中間環節或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多數情況下會使模具報廢，即使通過修補仍可繼續使用，也會增加工時，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，使得這兩種技術在現代化的進程中，相互促進，共同提高。

近年來，國際模具熱處理技術發展較快的領域是：真空熱處理技術、模具的表面強化技術和模具材料的預硬化技術。
一、模具的真空熱處理技術
* b7 m" F2 N+ i5 ~. Y' X- Y        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、零件內外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。
$ k) b4 B+ J  }0 ]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，特別是真空淬火的工件（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。
3 b4 I. U6 N, z  L; {  Y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）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，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：明確模具的結構、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擬；模具冷卻過程溫度場、相變過程和應力場分布的計算機模擬；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等。國外工業發達國家，如美國、日本等，在真空高壓氣淬方面，已經開展了這方面的技術研發，主要針對目標也是模具。
二、模具的表面處理技術
, r) p( o. F6 f" n. e( x        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。
. R# D8 v8 F8 }$ J% o模具的表面處理技術，是通過表面涂覆、表面改性或復合處理技術，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涌現，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。
（1）滲氮
' J4 ^. \8 l$ t+ u6 s        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。
（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，從而降低制造成本。
1 |5 Y5 X' O, K+ x4 r7 `/ B（3）硬化膜沉積
        硬化膜沉積技術，目前較成熟的是CVD和PVD。為了增加膜層工件表面的結合強度，現在發展了多種增強型CVD、PVD技術。
- @# a+ e/ v$ P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，如果采用建立熱處理中心的方式，則涂覆硬化膜的成本會大大降低，更多的模具如果采用這一技術，可以整體提高我國的模具制造水平。
! d- |% L9 n$ ^( K7 i! R+ o6 ]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，自上個世紀70年代開始，國際上就提出了預硬化的想法，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。
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制造的要求。
采用預硬化模具材料，可以簡化模具制造工藝，縮短模具的制造周期，提高模具的制造精度。可以預見，隨著加工技術的進步，預硬化模具材料會用于更多的模具類型。

何以解憂123

模具熱處理還有感應表面淬火,激光表面淬火

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話說，這個正在學習當中，感覺好難

雄獅61

非常好