——模具製造
姓名：卜輝
學號：c61214039
表面處理顧名思義是對材料表面進行處理使之達到光亮、均勻、美觀等特殊效果。模具在現代生產中是生產各種工業產品的重要工藝裝備。隨著社會經濟的發展, 特別是汽車、家電工業、航空航天的迅猛發展, 對模具工業提出了更高的要求。
表面處理技術在模具製造中的應用是提高模具質量和使用壽命, 降低成本的最有效途徑。通過採用不同的表面處理技術, 只改變模具表層的成分、組織、效能, 從而大幅度地改善和提高模具的表面效能, 如硬度、耐磨性、摩擦效能、脫模效能、隔熱性能、耐腐蝕和高溫抗氧化效能、提高型腔表面抗擦傷能力、脫模能力、抗咬合等特殊效能, 數倍、幾十倍地提高模具使用壽命。這對於提高模具質量,大幅度降低生產成本, 提高生產效率和充分發揮模具材料的潛能都具有重要意義。
在模具上使用的表面處理技術方法多達幾十種,主要可以歸納為物理表面處理法、化學表面處理法和表面覆層處理法。其中物理表面處理法包括高頻表面淬火、火焰表面淬火、雷射表面淬火。化學表面處理法包括滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲金屬。
表面覆層處理法包括電鍍、刷鍍、化學鍍、物理氣相沉積、離子注入。
我在這裡只介紹表面處理中常用的部分表面處理技術。
高頻表面淬火。高頻淬火是把模具置於乙個交變磁場中, 模具產生感應電流而被加熱。電流頻率越高, 電流加熱層愈薄。
淬火以後, 由於奧氏體化是在比較大的過熱度下進行的, 因此晶核多, 不易長大, 淬火後組織為細隱晶馬氏體。表面硬度高, 比一般淬火提高hrc2- 3, 而且脆性較低。顯著提高模具的疲勞強度, 小尺寸模具可以提高1- 2 倍, 大件也可以提高20% - 30%。
加熱溫度和淬硬層厚度易控制, 便於實現機械化和自動化, 得到了廣泛的應用。但對於形狀複雜的模具處理比較困難。
化學表面處理法是將模具置於一定溫度的活性介質中保溫, 使一種或幾種元素滲入模具表面, 改變模具表面的化學成分和組織, 達到改進表面效能和滿足技術要求。按照表面滲入的元素不同, 化學表面處理法可分為滲碳、碳氮共滲、滲硼、滲鋁、釩等金屬。化學表面處理能有效提高模具表面的耐磨性、疲勞強度、耐蝕性和抗氧化效能。
滲碳是使模具表面形成一層1- 2mm 的含碳量為0. 8%- 1. 05%滲層。
經過適當淬火與回火處理, 可提高模具表面的硬度、耐磨性及疲勞強度, 使模具芯部仍保持良好的韌性和塑性。因此滲碳主要用於同時受嚴重磨損和較大衝擊載荷的模具。由於滲碳溫度較高,滲後還需熱處理, 模具變形大, 因此精度要求較高的模具不宜採用。
模具的滲碳工藝有固體滲碳、氣體滲碳、真空滲碳和離子滲碳。與傳統滲碳相比, 離子滲碳具有滲碳率高、碳濃度梯度平緩、工件變形小、環境汙染小以及狹縫和小孔都能處理的優點。
模具經過滲氮處理後, 表面的耐磨性、抗疲勞作用、抗熱、抗蝕、硬度和抗咬合效能都比滲碳處理後優越。與滲碳相比, 滲氮的溫度較低( 500 600 ) , 模具滲氮後變形小。滲氮工藝複雜、時間長、成本高, 一般用於耐磨性和精度或抗熱都要求較高的模具。
隨著軟氮化、離子氮化等新工藝的發展, 逐漸解決了普通滲氮時間長、功率低的缺點。可通過調節氣體組分來調節控制氮化組織、降低滲氮層的脆性, 不易產生剝落和熱疲勞w6mo5cr4v2 鋼製冷擠凸模經過離子滲氮後,使用壽命可提高2- 3 5crmnmo 鋼熱鍛模離子氮化後, 磨損量減到原來的1/ 4。離子滲氮在所有的模具處理中都有應用, 但是對於形狀複雜的模具, 難以獲得均勻的加熱和滲層, 同時滲層較淺。
表面覆層處理法。電鍍硬鉻、硬鎳是模具表面處理技術中的傳統技術, 通過利用電化學的方法在模具工作面上沉積薄層金屬或合金的一種濕式鍍覆。電鍍操作溫度低, 模具發生變形較小, 模具本身的效能幾乎不受影響, 鍍層的摩擦係數低, 顯微硬度可達800hv, 可以大大提高模具的耐磨性。
但是, 鍍層的孔隙較大, 耐腐蝕性能不高,不適用與耐腐蝕性要求高的模具。同時, 由於電鍍具有尖端效應, 對於多孔、形狀複雜的模具也不適用。刷鍍工藝簡單, 沉積速度快, 操作方便, 鍍層質量和效能較好。
易於現場操作, 不受模具大小和形狀的限制, 用在報廢模具和大模具的修復上經濟效益明顯。刷鍍應用於熱作模具, 可提高模具壽命50%- 200%,主要原因是刷鍍層有良好的紅硬性、耐磨性和抗氧化能力。研究表明材料為3cr2w8v 的熱衝模刷鍍處理後表面硬度達750hv, 模具壽命提高1- 3 倍。
刷鍍也可以大幅度提高冷作模具的壽命, 這是因為鍍層有高的硬度和良好的抗粘著效能。北京內燃機總廠的連桿蓋
模3cr2w8v 經刷鍍處理後提高壽命54. 5%。。化學鍍沒有電鍍中因為電力分布不均而造成的深鍍和分散能力差的問題。它對於形
狀複雜、多孔洞、有稜邊夾角的模具的處理最為有效,克服了電鍍的缺點與不足。在汽車用鑄模、鋁模具上化學鍍鎳, 不僅可以提高脫模效果, 還可以提高模具50%的使用壽命, 且零部件的光潔度高。如用45 鋼加表面ni- p 化學鍍代替不鏽鋼製作塑料型材擠出模, 不但降低模具製造成本, 而且可以提高模具壽命, 由於鍍層改善了脫模效能, 塑料成型週期縮短, 型材表面質量顯著改善。
在生產應用中對模具表面效能要求是多元的, 因此單金屬的鍍層往往不能滿足質量要求, 這些促使了復合鍍技術的發展。現在復合鍍技術的實施主要借助於電鍍、刷鍍、化學鍍。復合鍍後膜層質量和效能提高顯著, 模具壽命更長。
在模具表面上復合電鍍ni- w- p、ni- fe- p、co- w- p 合金顯著提高了汽車模具的耐磨性和使用壽命。如ni- ptfe、al2o3 鍍層可提高抗蝕效能; ni- wc、s ic、s io2 鍍層可提高耐磨及抗蠕變效能; ni- mo2 鍍層可提高減磨自潤效能; ni- cr 鍍層可提高高溫強度。
表面處理技術模具製造中的發展與展望表面處理技術已經大量的應用於模具的表面處理上, 在提高模具壽命和製品質量上已有了顯著的進步和巨大的經濟效益, 但是先進表面技術的應用和發展與國外相比還有一定的差距。復合表面技術和奈米表面技術在模具上的應用還有待進一步的研究和提高。對於傳統的表面技術應該進一步的改進和提高處理效果, 降低能源消耗和環境汙染。
擴充套件傳統的表面技術和現代的表面處理技術之間的復合形式, 把奈米技術和模具表面技術結合起來。研究開發出適用於精密、大型模具的表面處理技術是發展模具表面技術的重點和難點。充分應用表面處理技術是提高模具壽命的一種重要的經濟和高效的手段, 也是發展現代模具的必經之路。
中國知網——表面處理技術
百度百科
表面處理技術
表面熱處理技術
通過對鋼件表面的加熱 冷卻而改變表層力學效能的金屬熱處理工藝。表面淬火是表面熱處理的主要內容，其目的是獲得高硬度的表面層和有利的內應力分布，以提高工件的耐磨效能和抗疲勞效能。有些在工作時經受摩擦 表面容易磨損的零件，其表面應有抗磨損能力。有些工件在反覆彎曲的作用下工作，易產生疲勞斷裂，需要有抗疲勞能...
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