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本文導讀目錄：

1、增加模具鋼表面耐磨性的方法有哪些？請詳細說明先了。

2、模具是制造業嗎？

增加模具鋼表面耐磨性的方法有哪些？請詳細說明先了。 ♂

　　1、滲碳：是機械制造中最古老、最常用的一種化學熱處理工藝，它是滲碳介質在工件表面產生的活性碳原子，經過表面吸收和擴散將碳滲入低碳合金鋼工件的表層，是其達到共析或略高于共析成分的含碳量，以便將工件經淬火和低溫回火后，使表面的硬度、強度，特別是疲勞強度和耐磨性較心部有顯著的提高，而心部仍然有良好的韌性，根據滲碳劑的狀態不同，滲碳方法可分三類，即固體滲碳，氣體滲碳和液體滲碳，但液體滲碳常含有鹽，有劇毒，對于形狀復雜的工件，滲碳和淬火后清洗困難，基本不被采用，固體滲碳：是把低碳工件埋在固體滲碳劑中，裝箱密封，加熱到930℃左右，保溫一定時間，使工件表層增碳的方法，這種方法除有滲劑來源廣泛、操作簡便、無需專用設備等優點外，由于滲碳后的空冷是在原滲劑保護下進行的，這樣避免了高溫出箱后與空氣接觸而造成滲層表面氧化脫碳，這些是氣體滲碳等方法不具備的特點，對于單件、小批量的模具零件，固體滲碳法是一種簡便易行的方法但與氣體滲碳相比，有工件透燒時間長、滲碳速度慢、勞動強度大、不易控制滲碳質量等缺點，因此在有條件的工廠，固體滲碳已逐漸被氣體滲碳所取代，氣體滲碳：氣體滲碳所用的滲碳劑有兩大類：一類是碳氫化合物有機液體，如煤油、苯、醇等，它們在滲爐內的高溫下發生分解，析出活性碳原子；另一類是氣態介質，如天然氣、城市煤氣等，后者成分穩定，便于控制。

　　當用煤油、苯、醇等做氣體碳劑時，是把這種液體直接滴入滲碳爐中，并用滴入速度來控制氣氛碳勢，為了加速滲碳劑的流通和攪動，避免死角，是滲碳均勻，在滲碳爐上裝在耐熱鋼制的風扇，在滲碳過程中對氣氛進行攪動，2、滲氮：滲氮也叫氮化，是把氮滲入模具表面層以增加基表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬卡性、抗蝕性以及高溫軟化性等，由于滲層一般較薄，很硬，滲氮后除進行微量的磨削加工外，不允許作其他熱處理和切削加工，為了得到好的機械性能，模具在滲氮前一般進行調質處理，同時，為了不影響模具的性能，滲氮溫度不得高于調質處理中回火的溫度，一般采用500-700℃，在這個溫度范圍內，氮原子在鋼中的擴散速度較緩慢，所以滲氮要很長時間，滲層也較薄，一般為0.4-0.8mm，因為滲氮時工件既不發生相變，也沒有激冷、即熱過程，所以變形極小，由于氮原子滲入，工件略有漲大現象。

　　氣體滲氮：一般都采用專用的滲氮爐，根據滲氮工件的大小和形狀及操作的需要，有井式、罩式、箱式等基本類型，它們的共同特點是都有一個密封式的馬弗箱或罐，滲氮氣體一般采用脫水氨氣，氮化過程和滲碳一樣，也可以分為分解、吸收、擴散三個階段，離子滲氮：開發最早且應用最廣的離子化學熱處理技術是離子滲氮，在離子氮化爐內形成一定的真空度，在陰極（工件）和陽極（爐壁）之間加入直流高壓形成等離子體，N+、H+、NH3+等離子在陰極位降區加速轟擊工件表面產生系列反應，離子轟擊工件產生熱量并且在工件表面C、N、O、Fe等原子被轟擊出來，而Fe與陰極附近的活性氮離子（N+及電子）結合形成FeN，這些化合物因背散射效應又沉積在陰極表面，在離子轟擊和熱激活性作用下，依次分解出Fe、Fe2N、Fe3N、Fe4N，并同時產生活性氮原子[N]，該活性氮原子大部分滲入工件內部，一部分返回等離子區，離子滲氮速度快，可以通過改變處理參數而達到最好的滲氮層組織及所需的性能，表面質量好，易于局部防滲氮處理，無公害，因此離子滲氮被廣泛應用于模具滲氮工藝，3、碳氮共滲：就是在模具工件表層同時滲碳、氮的熱處理過程，亦稱氰化，碳氮共滲根據所使用介質的物理狀態不同，可分為固體、液體和氣體碳氮共滲三種，同時根據共滲溫度的不同，又可分為低溫（500-600℃）、中溫（700-800℃）和高溫（900-950℃）碳氮共滲三種。

　　其中低溫碳氮共滲即目前廣泛應用的軟氮化處理，工件表層主要以滲氮為主，用以提高碳素鋼、合金鋼制造工模具的表面耐磨性和抗咬合性；中溫碳氮共滲，其目的與滲碳相似，主要是提高結構鋼零件的表面硬度，它與滲碳相比，將使工件具有更好的耐磨性和抗疲勞性能，高溫碳氮共滲，以滲碳為主，我國則以中溫氣體碳氮共滲軟氮化應用較廣，中溫氣體碳氮共滲：，氣體軟氮化：軟氮化實質是在較低溫度下進行的以滲氮為主的碳氮共滲，它具有處理溫度低、共滲時間短、工件變形小、適用鋼鐵材料很為廣泛等特點，經軟氮化處理后，可顯著提高工件表面的疲勞強度及耐磨損、抗咬合、抗摩擦和腐蝕等性能，而且軟氮化所用設備部復雜，操作簡單，因此該工藝在許多冷作和熱作模具零件下采用，均收到良好的使用效果。

　　4、滲硼：滲硼處理是模具制造業中一項有效的化學處理，滲硼層有很高的硬度（1300-2000HV）和耐磨性，無論是碳素鋼或合金鋼，經滲硼后，均有較好的耐蝕性能，也顯著提高在800℃一下溫度的耐熱的性能，因此，近些年來，滲硼工藝發展很快，在工模具制造中應用日漸增多，滲硼處理對模具表面的粗糙度影響很少，因此在滲硼處理工件必須經過完善的精加工，滲硼后工件尺寸稍有增加，一般為滲層的10%-20%；對于形狀復雜的工件，滲硼前必須采用退火等熱處理工序，以便消除在工件內部的加工應力，否則滲硼處理后將引起工件的變形，5、其他化學熱處理：，滲鉻：滲鉻工藝是在高溫下，將活性鉻原子通過工件表面吸收，以中和碳相互擴散，在模具表面生成一層牢固的鐵-鉻-碳合金層，這合金層組織既具高溫抗氧化、耐腐蝕性能，又有高的硬度、強度、耐磨性和耐疲勞性能等，所以它兼有滲碳、滲氮和滲鋁的優點。

　　滲硫和硫氮共滲，6、氣相沉淀技術：，碳化鈦涂層：，7、激光強化技術：，激光相變硬化（激光淬火）：，激光非晶化：，激光表面合金化：，8、熱噴涂，沈陽中金模具鋼。

模具是制造業嗎？ ♂

　　是的，模具制造技術迅速發展，已成為現代制造技術的重要組成部分，如模具的CAD/CAM技術，模具的激光快速成型技術，模具的精密成形技術，模具的超精密加工技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態模擬技術，模具的CIMS技術，已在開發的模具DNM技術以及數控技術等，幾乎覆蓋了所有現代制造技術，現代模具制造技術朝著加快信息驅動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統化集成的方向發展，一、高速銑削：第三代制模技術，高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量，而且與傳統的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃)，熱變形小，因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁及剛性差的零件加工；合理選用刀具和切削用量，可實現硬材料(HRC60)加工等一系列優點。

　　因此，高速銑削加工技術仍是當前的熱門話題，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展，成為第三代制模技術，二、電火花銑削和“綠色”產品技術，從國外的電加工機床來看，不論從性能、工藝指標、智能化、自動化程度都已達到了相當高的水平，目前國外的新動向是進行電火花銑削加工技術(電火花創成加工技術)的研究開發，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是用高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展，最近，日本三菱推出了EDSCAN8E電火花創成加工機床又有新的進展，該機能進行電極損耗自動補償，在Windows95上為該機開發的專用CAM系統，能與AutoCAD等通用的CAD聯動，并可進行在線精度測量，以保證實現高精度加工，為了確認加工形狀有無異常或殘缺，CAM系統還可實現仿真加工，在電火花加工技術進步的同時，電火花加工的安全和防護技術越來越受到人們的重視，許多電加工機床都考慮了安全防護技術，目前歐共體已規定沒有“CE”標志的機床不能進入歐共體市場，同時國際市場也越來越重視安全防護技術的要求。

　　目前，電火花加工機床的主要問題是輻射騷擾，因為它對安全、環保影響較大，在國際市場越來越重視“綠色”產品的情況下，作為模具加工的主導設備電火花加工機床的“綠色”產品技術，將是今后必須解決的難題，三、新一代模具CAD/CAM軟件技術，目前，英、美、德等國及我國一些高等院校和科研院所開發的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評價等特點，新一代模具軟件應建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量知識上，這些知識經過了系統化和科學化的整理，以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調用，在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對傳統設計與計算方法的模仿，而是在先進設計理論的指導下，充分運用本領域專家的豐富知識和成功經驗，其設計結果必然具有合理性和先進性，新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺來設計模具結構，所生成的三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價和數控加工，這就要求模具軟件在三維參數化特征造型、成型過程模擬、數控加工過程仿真及信息交流和組織與管理方面達到相當完善的程度并有較高集成化水平，衡量軟件集成化程度的高低，不僅要看功能模塊是否齊全，而且要看這些功能模塊是否共用同一數據模型，是否以統一的方式形成全局動態數據庫，實現信息的綜合管理與共享，以支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及投產的全過程。

　　模具可制造性評價功能在新一代模具軟件中的作用十分重要，既要對多方案進行篩選，又要對模具設計過程中的合理性和經濟性進行評估，并為模具設計者提供修改依據，在新一代模具軟件中，可制造性評價主要包括模具設計與制造費用的估算、模具可裝配性評價、模具零件制造工藝性評價、模具結構及成形性能的評價等，新一代軟件還應有面向裝配的功能，因為模具的功能只有通過其裝配結構才能體現出來，采用面向裝配的設計方法后，模具裝配不再是逐個零件的簡單拼裝，其數據結構既能描述模具的功能，又可定義模具零部件之間相互關系的裝配特征，實現零部件的關聯，因而能有效保證模具的質量，四、先進的快速模具制造技術，1、激光快速成型技術(RPM)發展訊速，我國已達到國際水平，并逐步實現商品化，世界上已經商業化的快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結)、3D-P(三維印刷)，清華大學最先引進了美國3D的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術并進行開發研究，經幾年努力，多次改進，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統”(擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM)，這是我國自主知識產權的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(國家專利)，具有較好的性能價格比，2、無模多點成形技術是用高度可調的沖頭群體代替傳統模具進行板材曲面成形的又一先進制造技術，無模多點成形系統以CAD/CAM/CAT技術為主要手段，快速經濟地實現三維曲面的自動成形，吉林工大承擔了有關無模成形的國家重點科技攻關項目，已自主設計并制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備。

　　我國這項技術與美國的麻省理工學院、日本東京大學、日本東京工業大學相比，在理論研究和實際應用方面均處領先地位，目前正向著推廣應用方面發展，3、樹脂沖壓模具首次在國產轎車的試制中得到成功應用，一汽模具制造設計制造了12套樹脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制，這12套模具分別是行李箱、發動機罩、前后左右翼子板等大型復雜內外覆蓋件的拉延模具，其主要特點是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進口專用蠟片準確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費用可節省1000萬元左右(12套模具)，為我國轎車試制和小批量開辟了一條新途徑，屬國內首創，瑞士汽巴精化有關專家認為可達90年代國際水平，五、現場化的模具檢測技術，精密模具的發展，對測量的要求越來越高，精密的三坐標測量機，長期以來受環境的限制，很少在現場使用，新一代三座標測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環境適應性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現測量現場化的特點，六、鏡面拋光的模具表面工程技術。

　　模具拋光技術是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝，目前，國內模具拋光至Ra0.05m的拋光設備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025m的鏡面拋光設備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段，隨著鏡面注塑模具在中的大規模應用，模具拋光技術就成為模具的關鍵問題，由于國內拋光工藝技術及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進口，值得注意的是，模具表面拋光不單受拋光設備和工藝技術的影響，還受模具材料鏡面度的影響，這一點還沒有引起足夠的重視，也就是說，拋光本身受模具材料的制約，例如，用45#碳素鋼做注塑模時，拋光至Ra0.2m時，肉眼可見明顯的缺陷，繼續拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內在鏡面模具中往往采用進口模具材料，如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。

　　鏡面模具材料不單是化學成分問題，更主要的是冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進工藝，使鏡面模具鋼具內部缺陷少、雜質粒度細、彌散程度高、金屬晶粒度細、均勻度好等一系列優點，以達到拋光至鏡面的模具鋼的要求。