模具处理技术的现状及走势
| 模具处理技术的现状及走势
随着机械制造的不断发展和创新，模具制造行业的重要性越来越明显，而模具制作过程中各种处理技术的应用将直接影响到模具的各项性能。下面从多个方面介绍一下现代模具制造过程中主要技术的应用及发展趋势。
1、模具热处理技术
模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程。它对模具的性能有着直接的影响。：
首先组织转变不均匀、热处理所形成的残余应力过大都造成模具在制造和使用过程中的变形，从而降低模具的精度，甚至报废。
其次热处理工艺制定不当、操作不规范或热处理设备状态不完好都会造成被处理模具的强度（硬度）达不到设计和使用要求。
第三热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等会导致主要性能如模具的韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降，直接影响模具的工作寿命。
第四作为模具制造过程的中间环节或最终工序，开裂、变形超差及性能超差等大多数情况下会使模具报废，从而增加工时，延长交货期，提高模具的制造成本。
正是热处理技术与模具质量有十分密切的关联性，使得这二种技术在现代化的进程中，相互促进，共同提高。近年来，随着国际模具热处理技术的快速发展，其主要的领域有以下几个方面：
1.模具的真空热处理技术
真空热处理技术是近些年发展起来的一种新型的热处理技术，它所具备的特点，正是模具制造中所迫切需要的，比如防止加热氧化和不脱碳、消除氢脆，从而提高材料（零件）的塑性、韧性和疲劳强度，加热缓慢、零件内外温差较小零件变形小等特点。
模具真空热处理中主要应用的是真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为保持工件（如模具）真空加热的优良特性，模具淬火过程主要采用油冷和气冷。
对于热处理后不再进行机械加工的模具工作面，淬火后尽可能采用真空回火，它可以提高与表面质量相关的机械性能，如疲劳性能、表面光亮度、而腐蚀性等。同时加入热处理过程的计算机模拟技术（包括组织模拟和性能预测技术），使得模具的智能化热处理成为可能。有利于模具生产的小批量（甚至是单件）、多品种的特性，以及对热处理性能要求高和不允许出现废品的特点。国外工业发达国家，如美国、日本等，在真空高压气淬和职能热处理方面，已经开展了这方面的技术研发，主要针对目标也是模具。
2、模具表面处理技术
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。其主要表现于：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的改善，单纯依赖于热处理是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果，这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。
模具的表面处理技术不断涌现，但在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
渗氮工艺有若干种渗氮技术，可以适应不同钢种不同工件的要求。由于渗氮技术可形成优良性能的表面，并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调性，同时渗氮温度低，渗氮后不需激烈冷却，模具的变形极小，因此模具的表面强化是采用渗氮技术较早，也是应用最广泛的。
模具渗碳的目的，主要是为了提高模具的整体强韧性，即模具的工作表面具有高的强度和耐磨性，由此引入的技术思路是，用较低级的材料，即通过渗碳淬火来代替较高级别的材料，从而降低制造成本。
硬化膜沉积技术目前较成熟的是CVD、PVD。硬化膜沉积技术最早在工具（刀具、刃具、量具等）上应用，效果极佳，多种刀具已将涂覆硬化膜作为标准工艺。模具自上个世纪80年代开始采用涂覆硬化膜技术。目前的技术条件下，硬化膜沉积技术（主要是设备）的成本较高，仍然只在一些精密、长寿命模具上应用。
3、模具材料的预硬化技术
自上个世纪70年代开始，国际上就提出预硬化的想法，但由于加工机床刚度和切削刀具的制约，预硬化的硬度无法达到模具的使用硬度，所以预硬化技术的研发投入不大。随着加工机床和切削刀具性能的提高，模具材料的预硬化技术开发速度加快，到上个世纪80年代，国际上工业发达国家在塑料模用材上使用预硬化模块的比例已达到30％（目前在60％以上）。我国在上世纪90年代中后期开始采用预硬化模块（主要用国外进口产品）。
模具材料的预硬化技术主要在模具材料生产厂家开发和实施。通过调整钢的化学成分和配备相应的热处理设备，可以大批量生产质量稳定的预硬化模块。我国在模具材料的预硬化技术方面，起步晚，规模小，目前还不能满足国内模具制造的要求。
总之，随着科学技术的不断发展和创新，合理的运用先进的技术设备和工艺方法，会大大提高模具的制造精度和性能品质，同时能够降低制造成本，节约能源。模具行业的发展对于现代机械化大生产和流水线生产同样产生巨大的作用和影响，从而服务于机械行业的各个方面。
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