④ 合理增大间隙,改善凸模工作部分的受力状态,使冲裁力、卸件力和推件力下降,凸、凹模刃口磨损减少。
2 模具的热处理工艺
从模具失效分析得知,45%的模具失效是由于热处理不当造成的。众所周知,磨损、粘结均发生在表面,疲劳、断裂也往往从表面开始,因此对模具表面的加工质量要求非常高。但实际上由于加工痕迹的存在,热处理时表面氧化脱碳也在所难免。因此,模具的表面性能反而比基体差。采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度,减少断裂和变形。表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。
2. 1模具的整体强韧化工艺
模具既要具有优良的整体强韧化性能,又要具有优异的型腔表面性能,这样才能提高模具使用寿命,为了达到这个要求,出现了在对模具整体强韧化的基础上再进行表面强化的各种处理工艺:对普通冷作模具钢,采用低温淬火与低温回火处理,可收到增加韧性、减少脆性和折断的良好效果;对热作模具钢,采用高温淬火与高温回火处理,可显著提高热作模具钢的强韧性和热稳定性。例如,对于3Cr2W8V材料制成的压铸模,采用400℃~500℃及800℃~850℃的俩次预先正火而后进行高温淬火、回火处理,可提高韧性40%,模具寿命可提高1倍。
除此之外,还可采用形变热处理。变形热处理是把钢的强化与相变强化结合起来的一种强韧化工艺。形变热处理的强韧化本质在于获得细小的奥氏体晶粒、细化马氏体增加了马氏体中的位错密度并形成胞状亚结构,同时促进碳化物的弥散硬化作用。
2.2模具的表面强化热处理
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
① 气体软氮化:使氮在氮化温度分解后产生活性氮原子,被金属表面吸收渗入钢中并且不断自表面向内扩散,形成氮化层。模具经氮化处理后,表面硬度可达HV950~1200,使模具具有很高的红硬度和高的疲劳强度,并提高模具表面光洁的度和抗咬合能力。
② 离子氮化:将待处理的模具放在真空容器中,充以一定压力的含氮气体(如氮或氮、氢混合气),然后以被处理模具作阴极,以真空容器的罩壁作阳极,在阴阳极之间加400~600伏的直流电压,阴阳极间便产生辉光放电,容器里的气体被电离,在空间产生大量的电子与离子。在电场的作用下,正离子冲向阴极,以很高速度轰击模具表面,将模具加热。离能正离子冲入模具表面,获得电子,变成氮原子被模具表面吸收,并向内扩散形成氮化层。应用离子氮化法可提高模具的耐磨性和疲劳强度。
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