模具的制造精度

模(mo)具(ju)熱(re)處理是保證(zheng)模(mo)具(ju)性(xing)能(neng)的(de)重要(yao)工藝過程。它對(dui)模(mo)具(ju)的(de)如下性(xing)能(neng)有著直接(jie)的(de)影響。

模(mo)具(ju)的(de)(de)制造(zao)精度：組織(zhi)轉(zhuan)變不均勻、不徹底及熱(re)處理形(xing)成的(de)(de)殘(can)余應(ying)力過大造(zao)成模(mo)具(ju)在(zai)熱(re)處理后的(de)(de)加工(gong)、裝(zhuang)配和模(mo)具(ju)使用過程中的(de)(de)變形(xing)，從而降(jiang)低(di)模(mo)具(ju)的(de)(de)精度，甚至報廢(fei)。

模具的強度

模(mo)(mo)具的強度(du)：熱處(chu)(chu)理(li)(li)工藝制定不當(dang)、熱處(chu)(chu)理(li)(li)操作不規范或熱處(chu)(chu)理(li)(li)設(she)備狀態不完好，造成被(bei)處(chu)(chu)理(li)(li)模(mo)(mo)具強度(du)（硬度(du)）達不到設(she)計要(yao)求。

模具的工作壽命(ming)

模(mo)具的工作壽(shou)命：熱處理造成(cheng)的組織結(jie)構不合理、晶粒度超標等(deng)，導致主要(yao)性(xing)能(neng)如模(mo)具的韌(ren)性(xing)、冷熱疲勞性(xing)能(neng)、抗磨損性(xing)能(neng)等(deng)下降，影響模(mo)具的工作壽(shou)命。

模具的制造(zao)成(cheng)本

模具的(de)(de)制(zhi)(zhi)造成(cheng)本(ben)：作為模具制(zhi)(zhi)造過程的(de)(de)中(zhong)間環節或(huo)最終工(gong)序，熱處理造成(cheng)的(de)(de)開(kai)裂、變形(xing)差及性能差，大多數情況下(xia)會使模具報廢(fei)，即使通(tong)過修補(bu)仍可繼續使用，也會增加工(gong)時，延長(chang)交(jiao)貨期，提高(gao)模具的(de)(de)制(zhi)(zhi)造成(cheng)本(ben)。

正是熱(re)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術與模(mo)具(ju)質量有十分(fen)密切的(de)(de)關(guan)聯性，使(shi)得二種(zhong)技(ji)術在(zai)現代化(hua)(hua)的(de)(de)進(jin)程中，相互促(cu)進(jin)，共同(tong)提高。20世(shi)紀80年(nian)代以(yi)來，國際(ji)模(mo)具(ju)熱(re)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術發(fa)展(zhan)較快的(de)(de)領(ling)域(yu)是真(zhen)空熱(re)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術、模(mo)具(ju)的(de)(de)表面強化(hua)(hua)技(ji)術和模(mo)具(ju)材料的(de)(de)預硬化(hua)(hua)技(ji)術。

模具的真空(kong)熱處理技術(shu)

真(zhen)(zhen)空熱(re)處(chu)理技(ji)術是近些(xie)年發展(zhan)起(qi)來的(de)一種(zhong)新型(xing)的(de)熱(re)處(chu)理技(ji)術，它所具(ju)備的(de)特(te)點，正(zheng)是模具(ju)制造中所迫切(qie)需要的(de)，比如防止加熱(re)氧化和(he)不脫碳、真(zhen)(zhen)空脫氣或除氣，消除氫脆，從而(er)提高(gao)材料（零件）的(de)塑(su)性、韌性和(he)疲(pi)勞強度。真(zhen)(zhen)空加熱(re)緩慢、零件內外溫差較小(xiao)(xiao)等(deng)因素，決定了真(zhen)(zhen)空熱(re)處(chu)理工藝造成的(de)零件變形(xing)小(xiao)(xiao)等(deng)。

按采用(yong)(yong)的冷(leng)(leng)卻介質不同，真(zhen)空淬(cui)(cui)火(huo)可分為真(zhen)空油冷(leng)(leng)淬(cui)(cui)火(huo)、真(zhen)空氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)淬(cui)(cui)火(huo)、真(zhen)空水冷(leng)(leng)淬(cui)(cui)火(huo)和真(zhen)空硝鹽(yan)等(deng)溫淬(cui)(cui)火(huo)。模具真(zhen)空熱(re)處理中主(zhu)要應用(yong)(yong)的是真(zhen)空油冷(leng)(leng)淬(cui)(cui)火(huo)、真(zhen)空氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)淬(cui)(cui)火(huo)和真(zhen)空回(hui)火(huo)。為保(bao)持工(gong)件（如模具）真(zhen)空加熱(re)的優良特性(xing)，冷(leng)(leng)卻劑和冷(leng)(leng)卻工(gong)藝(yi)的選擇及制定(ding)非常重要，模具淬(cui)(cui)火(huo)過程主(zhu)要采用(yong)(yong)油冷(leng)(leng)和氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)。

對于熱處理后不再(zai)進行機(ji)械加(jia)工(gong)的模具工(gong)作面，淬(cui)火(huo)后盡(jin)可能采用真空回(hui)火(huo)，特別是真空淬(cui)火(huo)的工(gong)件（模具），它可以提高與(yu)表面質量相(xiang)關的機(ji)械性能，如疲勞性能、表面光亮度、而腐蝕性等(deng)。

熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)過程(cheng)的(de)計(ji)算機模(mo)(mo)(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)(shu)（包(bao)括組織模(mo)(mo)(mo)擬(ni)和(he)性(xing)能(neng)預測技(ji)術(shu)(shu)）的(de)成功(gong)開發和(he)應(ying)(ying)用，使(shi)得(de)模(mo)(mo)(mo)具的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)成為可能(neng)。由(you)于模(mo)(mo)(mo)具生(sheng)產的(de)小批量（甚(shen)至(zhi)是單件(jian)）、多(duo)品種的(de)特性(xing)，以及對熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)性(xing)能(neng)要求高和(he)不允許(xu)出現廢(fei)品的(de)特點，又使(shi)得(de)模(mo)(mo)(mo)具的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)成為必(bi)須。模(mo)(mo)(mo)具的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)包(bao)括：明(ming)確(que)模(mo)(mo)(mo)具的(de)結構(gou)、用材、熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)性(xing)能(neng)要求；模(mo)(mo)(mo)具加(jia)熱(re)(re)過程(cheng)溫度(du)場、應(ying)(ying)力場分布的(de)計(ji)算機模(mo)(mo)(mo)擬(ni)；模(mo)(mo)(mo)具冷卻過程(cheng)溫度(du)場、相變(bian)過程(cheng)和(he)應(ying)(ying)力場分布的(de)計(ji)算機模(mo)(mo)(mo)擬(ni)；加(jia)熱(re)(re)和(he)冷卻工藝過程(cheng)的(de)仿(fang)真；淬火工藝的(de)制定；熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)設備的(de)自動化(hua)控(kong)制技(ji)術(shu)(shu)。國(guo)外工業(ye)發達國(guo)家，如美國(guo)、日(ri)本等，在真空高壓氣(qi)淬方(fang)面(mian)，已經開展了這方(fang)面(mian)的(de)技(ji)術(shu)(shu)研發，主要針對目標也是模(mo)(mo)(mo)具

模(mo)具的表面處理技術

模具(ju)在工作(zuo)中(zhong)除了(le)要(yao)求基體(ti)具(ju)有(you)足夠高的(de)強度和韌性的(de)合理配(pei)合外(wai)，其表面性能(neng)(neng)對(dui)模具(ju)的(de)工作(zuo)性能(neng)(neng)和使用壽命相當重(zhong)要(yao)。這些表面性能(neng)(neng)指：耐(nai)磨損(sun)性能(neng)(neng)、耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)(neng)、摩(mo)擦系數、疲勞(lao)性能(neng)(neng)等(deng)。這些性能(neng)(neng)的(de)改(gai)善，單純依賴基體(ti)材料的(de)改(gai)進(jin)和提(ti)高是非(fei)常有(you)限的(de)，也是不經濟的(de)，而(er)通過表面處理技術，往(wang)往(wang)可以(yi)收到事半功倍的(de)效果，這也正(zheng)是表面處理技術得到迅速發展的(de)原因。

模(mo)具(ju)的(de)表(biao)(biao)面處(chu)(chu)理(li)技術(shu)，是(shi)通過表(biao)(biao)面涂覆、表(biao)(biao)面改(gai)性或復(fu)合(he)處(chu)(chu)理(li)技術(shu)，改(gai)變模(mo)具(ju)表(biao)(biao)面的(de)形態(tai)、化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)、組織(zhi)結構和應力狀態(tai)，以獲得所需表(biao)(biao)面性能(neng)的(de)系統工程。從(cong)表(biao)(biao)面處(chu)(chu)理(li)的(de)方(fang)(fang)式上，又可分(fen)為：化(hua)(hua)學(xue)方(fang)(fang)法(fa)、物(wu)(wu)理(li)方(fang)(fang)法(fa)、物(wu)(wu)理(li)化(hua)(hua)學(xue)方(fang)(fang)法(fa)和機械方(fang)(fang)法(fa)。雖(sui)然旨在提高(gao)模(mo)具(ju)表(biao)(biao)面性能(neng)新的(de)處(chu)(chu)理(li)技術(shu)不(bu)斷涌現，但在模(mo)具(ju)制造中應用較多的(de)主(zhu)要是(shi)滲氮(dan)、滲碳(tan)和硬化(hua)(hua)膜(mo)沉積(ji)。

滲(shen)氮(dan)工藝有(you)(you)氣體滲(shen)氮(dan)、離(li)子滲(shen)氮(dan)、液體滲(shen)氮(dan)等方(fang)(fang)式(shi)，每一種(zhong)(zhong)滲(shen)氮(dan)方(fang)(fang)式(shi)中，都有(you)(you)若干(gan)種(zhong)(zhong)滲(shen)氮(dan)技(ji)(ji)術(shu)，可以適(shi)應不同(tong)鋼(gang)種(zhong)(zhong)不同(tong)工件的(de)要求。由于滲(shen)氮(dan)技(ji)(ji)術(shu)可形(xing)成優良性能的(de)表(biao)面，并且滲(shen)氮(dan)工藝與模(mo)具(ju)鋼(gang)的(de)淬火(huo)工藝有(you)(you)良好(hao)的(de)協調性，同(tong)時滲(shen)氮(dan)溫度(du)低，滲(shen)氮(dan)后不需激烈冷(leng)卻，模(mo)具(ju)的(de)變形(xing)極小，因此模(mo)具(ju)的(de)表(biao)面強(qiang)化是(shi)采用滲(shen)氮(dan)技(ji)(ji)術(shu)較早，也是(shi)應用很廣泛的(de)。

模具(ju)滲碳的(de)(de)目的(de)(de)，主要是為(wei)了提高(gao)模具(ju)的(de)(de)整(zheng)體強韌(ren)性，即(ji)模具(ju)的(de)(de)工作表面具(ju)有高(gao)的(de)(de)強度(du)和耐(nai)磨(mo)性，由此引入的(de)(de)技術思路是，用較(jiao)低級(ji)的(de)(de)材料，即(ji)通過滲碳淬火(huo)來代替較(jiao)高(gao)級(ji)別的(de)(de)材料，從而降低制造成本(ben)。

硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)沉積技術(shu)目前較(jiao)成(cheng)熟的(de)(de)是CVD、PVD.為了增加膜(mo)(mo)(mo)層工(gong)件表面(mian)的(de)(de)結合強度，現在發展了多(duo)種增強型CVD、PVD技術(shu)。硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)沉積技術(shu)最早在工(gong)具(ju)(ju)（刀具(ju)(ju)、刃具(ju)(ju)、量具(ju)(ju)等(deng)）上應(ying)用(yong)，效果(guo)較(jiao)好(hao)，多(duo)種刀具(ju)(ju)已將涂覆(fu)硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)作為標準工(gong)藝。模(mo)(mo)具(ju)(ju)自(zi)上個(ge)世紀80年代開始采用(yong)涂覆(fu)硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)技術(shu)。目前的(de)(de)技術(shu)條件下(xia)，硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)沉積技術(shu)（主要是設備）的(de)(de)成(cheng)本較(jiao)高，仍然(ran)只(zhi)在一些精密(mi)、長壽命(ming)模(mo)(mo)具(ju)(ju)上應(ying)用(yong)，如(ru)果(guo)采用(yong)建(jian)立(li)熱處理中心(xin)的(de)(de)方(fang)式，則涂覆(fu)硬(ying)(ying)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)成(cheng)本會大大降低，更(geng)多(duo)的(de)(de)模(mo)(mo)具(ju)(ju)如(ru)果(guo)采用(yong)這一技術(shu)，可以整體提高我國的(de)(de)模(mo)(mo)具(ju)(ju)制(zhi)造水平。

模具材料的預硬化技術

模(mo)(mo)具(ju)在(zai)制造過程中(zhong)進(jin)行熱處理(li)是大多數模(mo)(mo)具(ju)長時間沿用(yong)(yong)(yong)的(de)一種(zhong)工藝，自上(shang)個世(shi)紀(ji)70年代(dai)開(kai)始，國(guo)際(ji)上(shang)就提(ti)出預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)的(de)想法，但由于加(jia)(jia)工機床剛度(du)和切削刀具(ju)的(de)制約，預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)無法達到(dao)模(mo)(mo)具(ju)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)硬(ying)(ying)(ying)度(du)，所以(yi)預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)技(ji)術的(de)研發投入不大。隨著加(jia)(jia)工機床和切削刀具(ju)性能的(de)提(ti)高，模(mo)(mo)具(ju)材(cai)料的(de)預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)技(ji)術開(kai)發速度(du)加(jia)(jia)快(kuai)，到(dao)上(shang)個世(shi)紀(ji)80年代(dai)，國(guo)際(ji)上(shang)工業發達國(guo)家在(zai)塑料模(mo)(mo)用(yong)(yong)(yong)材(cai)上(shang)使(shi)用(yong)(yong)(yong)預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)模(mo)(mo)塊(kuai)的(de)比例已達到(dao)30%（目前在(zai)60%以(yi)上(shang)）。我國(guo)在(zai)上(shang)世(shi)紀(ji)90年代(dai)中(zhong)后期(qi)開(kai)始采(cai)用(yong)(yong)(yong)預硬(ying)(ying)(ying)化(hua)模(mo)(mo)塊(kuai)（主要用(yong)(yong)(yong)國(guo)外進(jin)口產品）。

模(mo)具(ju)材(cai)料的預硬化技(ji)術主(zhu)要(yao)在模(mo)具(ju)材(cai)料生產廠家開發和實施。通過調(diao)整鋼(gang)的化學成分(fen)和配(pei)備(bei)相應的熱(re)處理設備(bei)，可以大批(pi)量生產質量穩(wen)定(ding)的預硬化模(mo)塊。我國在模(mo)具(ju)材(cai)料的預硬化技(ji)術方面，起(qi)步晚，規模(mo)小，目前還不能滿足國內模(mo)具(ju)制造的要(yao)求(qiu)。

采(cai)用(yong)預硬化(hua)(hua)模(mo)具(ju)材料(liao)，可(ke)(ke)以簡化(hua)(hua)模(mo)具(ju)制(zhi)(zhi)造工(gong)藝，縮短(duan)模(mo)具(ju)的制(zhi)(zhi)造周期，提高模(mo)具(ju)的制(zhi)(zhi)造精(jing)度。可(ke)(ke)以預見，隨著加工(gong)技術的進步(bu)，預硬化(hua)(hua)模(mo)具(ju)材料(liao)會(hui)用(yong)于更多的模(mo)具(ju)類型。