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摘要:模具的表面处理是一项复杂的工作,在这项工作的加工流程中,对于相关人员的劳动强度很大,另外对于专业的要求也是很高的,这就在很大的程度上制约了模具的加工制造,特别是对于模具表面的精加工上,很多时候都会选择手动的抛光,由于人手存在着不稳定性,所以对于模具最终的质量没法保证,并且在加工的时间上存在着较长的周期性。随着高科技技术的到来,精加工机械和方法也逐渐增多,接下来就对模具表面精加工技术进行研究与探讨。
关键词:模具;研磨抛光;精加工
引言
模具的表面处理施工技术和流程一般为:表面淬火、化学电镀、渗碳工艺等。这些技术的实现,虽然在很大程度上能解决一些问题,但是技术的本身一样存在着缺陷,其中表面硬度分布不均的情况就是主要的缺陷之一。并且在热处理方面的问题也难以解决。而随着时代的进步,以及科学技术的进一步提高,新的处理技术逐渐的越来越平繁的使用。这在很大程度上提高了精加工的質量和效率,为模具精加工的发展奠定了坚实的基础。
一、传统加工技术的主要内容
数字时代和计算机的进一步研究与应用,使精加工技术也逐渐的增多并流行起来,例如:TD表面涂层技术、高激光电子束技术等等。这些技术的实现标志着未来在模具制造中模具表面的精加工技术已经向着高科技时代迈进,而这些技术按照技术特点和时间来区分的话,可以大致分为两个部分,既传统的模具表面精加工技术以及非传统的表面精加工技术。
对于传统的模具表面精加工技术来说,其主要的特点就是以手工的打磨抛光为基础,然后结合特定的机械进行特殊方式的精加工。而对于非传统模式的将加工来说,更多时候是采用化学的手段来进行抛光及打磨,具体的操作方式有:电化学抛光法,电化学机械光整加工、电解研磨、超声波加工等等高科技的抛光技术。
1.手工的研磨抛光
传统的表面精加工技术,具有不需要很多设备的特性,无需大量的投资,成本上最低,并且由于是人为控制,所以在细节的可选择性范围上还是很大。不过传统的手工打磨抛光存在着工量太大的问题,对于技术人员的专业能力要求也高,并且由于手工较机工存在着不同,所以很多时候不能量产,并且质量上也存在着差异,但是手工研磨的传统加工手段在处理特殊问题上的能力很出色,需要技艺精湛、具有丰富经验的老技师来完成,对技师的体能要求很高,因此总体上来说,传统的手工模具表面精加工技术,在技术方法上的优点为成本低、适应性强。缺点为批量化生产较难,需要大量的人工,影响了模具加工的高水平发展。
2数字式模具抛光机
如今,高科技已经不断的渗透到我们的生产生活当中,在模具加工作业上,也出现了很多的模具精加工技术,全新的具有特点的加工机器不断的被研究和改善,数字式模具抛光机就是其中的一种应用数字的抛光技术,结合自动化控制来实现对模具表面的精加工。其工作的模式规范而有效率,只需要将预定的技术参数设置进计算机然后就可以根据电子显示技术来对这些参数实行实时调整,在自动化抛光和全自动抛光上都有很多的优点,并且由于都是机器进行,都是数据承载,所以对于技术人员的工作经验的要求不高,操作较简单,并且可以在其他方面进行改良,例如实现对模具的平整工序,数字式模具抛光机的效率要比手工抛光高的多,最大的平整波纹长度可达75mm,产出的产品精度和稳定性都很高,特别适合对于铸钢、锻钢、镁铝合金等的模具精加工上,相比手工抛光的材料选择范围广泛的多。
二、非传统精加工新技术及其特点
1.喷丸强化技术
借助于硬丸粒,高速、连续锤击金属表面,使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分,从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能。喷丸还可改变模具的表面粗糙度,并有效地去除电火花加工而产生的表面变质层。喷丸强化方法简单易行,节约能源,适用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具,如锻模服役时,要经受弯曲和热膨胀,常发生因局部屈服而导致显微裂纹,喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成,从而延迟模具龟裂发生。
2.电化学和电化学机械光整加工
电化学复合加工主要依靠电化学阳极溶解原理,工件加工属于金属离子的去除。因为非接触加工,加工可以防止变形层和残余应力作用,刀具磨损较小,可长期使用,不产生毛刺。利用电化学加工方法加工,可大大提高工件的研磨质量,改善和弥补粗糙度,波纹度在很大程度上可以得到最大的改善。利用电解加工和超精处理可以改善5倍以上,该技术可应用于模具表面加工。
3.磁流变抛光
磁流由磁性颗粒、基液和悬浮稳定剂组成。磁流影响具有磁场能流强磁场发生剧烈变化的流变特性,表现在固体相似性,消除磁场流动特性恢复。先是用抛光的磁流变流发生的磁场梯度,形成粘弹性行,使得工件之间相对运动,工件表面快速剪切,使工件表面毛刺材料去除。抛光是电磁理论,流体力学,化学分析用光学加工表面形成的综合技术。磁流变液是一种智能材料,在磁场作用下实现固液两相的可逆转换。
4.CVD技术
CVD就是化学气相沉积,PVD就是物理气相沉积,这两种技术在模具表面处理方面被广泛应用,其中CVD涂层技术应用最广泛,以其卓越的抗氧化性、涂层结合力在切边模、挤压模中应用效果突出。CVD是一个热化学反应过程,需要达到特定的温度,特别处理的基体零件发生气态化学反应,就是含有膜层中元素的挥发性,在热基体表面产生气相化学反应,反应产物沉积,最后形成涂层。CVD适用于各种金属成形和挤压。经过处理的零件一般情况下具有很好的耐磨性能,也具备抗高温氧化性能和耐腐性能。该技术在硬质合金刀片和冲头中也被广泛应用。当然在CVD过程中由于是个高温过程,所以大多数的钢质零件要注意在CVD涂层形成后,还要进行第二次的热处理。
5.激光抛光技术
激光抛光是随着激光技术的发展而出现的一种新的材料表面处理技术,是具有一定能量密度的激光波长特定的工件,使薄膜表面熔化或蒸发材料表面光滑。可以使用激光抛光方法难以或无法与传统的抛光表面地形十分复杂,而且还提供自动处理,因此是一种有前途的新材料加工技术。为了延长模具寿命,提高工件表面质量,降低成本,使用模板,提高生产效率。
因此在模具使用前的最后阶段,也是模具制造,通常研磨抛光处理,以提高模具表面质量。研磨抛光处理,目前正在使用的表面处理工艺有多种表面处理技术,表面涂层技术是各种原膜温度对钢质量的影响,高温使钢产生回火钢或降低材料硬度和韧性的影响。
结语:
总随着各种科学技术在模具制造领域的应用,模具的制造质量会得到更大的提高,生产周期也会得到极大的缩减,产品的更新换代也会越来越快。
参考文献:
[1]余小员.材料成型与控制工程模具制造的工艺技术研究[J].世界有色金属,2017(1):142-142;
[2]钟正根.模具制造中的激光技术应用研究[J].山东工业技术,2017(7):29-29.
关键词:模具;研磨抛光;精加工
引言
模具的表面处理施工技术和流程一般为:表面淬火、化学电镀、渗碳工艺等。这些技术的实现,虽然在很大程度上能解决一些问题,但是技术的本身一样存在着缺陷,其中表面硬度分布不均的情况就是主要的缺陷之一。并且在热处理方面的问题也难以解决。而随着时代的进步,以及科学技术的进一步提高,新的处理技术逐渐的越来越平繁的使用。这在很大程度上提高了精加工的質量和效率,为模具精加工的发展奠定了坚实的基础。
一、传统加工技术的主要内容
数字时代和计算机的进一步研究与应用,使精加工技术也逐渐的增多并流行起来,例如:TD表面涂层技术、高激光电子束技术等等。这些技术的实现标志着未来在模具制造中模具表面的精加工技术已经向着高科技时代迈进,而这些技术按照技术特点和时间来区分的话,可以大致分为两个部分,既传统的模具表面精加工技术以及非传统的表面精加工技术。
对于传统的模具表面精加工技术来说,其主要的特点就是以手工的打磨抛光为基础,然后结合特定的机械进行特殊方式的精加工。而对于非传统模式的将加工来说,更多时候是采用化学的手段来进行抛光及打磨,具体的操作方式有:电化学抛光法,电化学机械光整加工、电解研磨、超声波加工等等高科技的抛光技术。
1.手工的研磨抛光
传统的表面精加工技术,具有不需要很多设备的特性,无需大量的投资,成本上最低,并且由于是人为控制,所以在细节的可选择性范围上还是很大。不过传统的手工打磨抛光存在着工量太大的问题,对于技术人员的专业能力要求也高,并且由于手工较机工存在着不同,所以很多时候不能量产,并且质量上也存在着差异,但是手工研磨的传统加工手段在处理特殊问题上的能力很出色,需要技艺精湛、具有丰富经验的老技师来完成,对技师的体能要求很高,因此总体上来说,传统的手工模具表面精加工技术,在技术方法上的优点为成本低、适应性强。缺点为批量化生产较难,需要大量的人工,影响了模具加工的高水平发展。
2数字式模具抛光机
如今,高科技已经不断的渗透到我们的生产生活当中,在模具加工作业上,也出现了很多的模具精加工技术,全新的具有特点的加工机器不断的被研究和改善,数字式模具抛光机就是其中的一种应用数字的抛光技术,结合自动化控制来实现对模具表面的精加工。其工作的模式规范而有效率,只需要将预定的技术参数设置进计算机然后就可以根据电子显示技术来对这些参数实行实时调整,在自动化抛光和全自动抛光上都有很多的优点,并且由于都是机器进行,都是数据承载,所以对于技术人员的工作经验的要求不高,操作较简单,并且可以在其他方面进行改良,例如实现对模具的平整工序,数字式模具抛光机的效率要比手工抛光高的多,最大的平整波纹长度可达75mm,产出的产品精度和稳定性都很高,特别适合对于铸钢、锻钢、镁铝合金等的模具精加工上,相比手工抛光的材料选择范围广泛的多。
二、非传统精加工新技术及其特点
1.喷丸强化技术
借助于硬丸粒,高速、连续锤击金属表面,使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分,从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能。喷丸还可改变模具的表面粗糙度,并有效地去除电火花加工而产生的表面变质层。喷丸强化方法简单易行,节约能源,适用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具,如锻模服役时,要经受弯曲和热膨胀,常发生因局部屈服而导致显微裂纹,喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成,从而延迟模具龟裂发生。
2.电化学和电化学机械光整加工
电化学复合加工主要依靠电化学阳极溶解原理,工件加工属于金属离子的去除。因为非接触加工,加工可以防止变形层和残余应力作用,刀具磨损较小,可长期使用,不产生毛刺。利用电化学加工方法加工,可大大提高工件的研磨质量,改善和弥补粗糙度,波纹度在很大程度上可以得到最大的改善。利用电解加工和超精处理可以改善5倍以上,该技术可应用于模具表面加工。
3.磁流变抛光
磁流由磁性颗粒、基液和悬浮稳定剂组成。磁流影响具有磁场能流强磁场发生剧烈变化的流变特性,表现在固体相似性,消除磁场流动特性恢复。先是用抛光的磁流变流发生的磁场梯度,形成粘弹性行,使得工件之间相对运动,工件表面快速剪切,使工件表面毛刺材料去除。抛光是电磁理论,流体力学,化学分析用光学加工表面形成的综合技术。磁流变液是一种智能材料,在磁场作用下实现固液两相的可逆转换。
4.CVD技术
CVD就是化学气相沉积,PVD就是物理气相沉积,这两种技术在模具表面处理方面被广泛应用,其中CVD涂层技术应用最广泛,以其卓越的抗氧化性、涂层结合力在切边模、挤压模中应用效果突出。CVD是一个热化学反应过程,需要达到特定的温度,特别处理的基体零件发生气态化学反应,就是含有膜层中元素的挥发性,在热基体表面产生气相化学反应,反应产物沉积,最后形成涂层。CVD适用于各种金属成形和挤压。经过处理的零件一般情况下具有很好的耐磨性能,也具备抗高温氧化性能和耐腐性能。该技术在硬质合金刀片和冲头中也被广泛应用。当然在CVD过程中由于是个高温过程,所以大多数的钢质零件要注意在CVD涂层形成后,还要进行第二次的热处理。
5.激光抛光技术
激光抛光是随着激光技术的发展而出现的一种新的材料表面处理技术,是具有一定能量密度的激光波长特定的工件,使薄膜表面熔化或蒸发材料表面光滑。可以使用激光抛光方法难以或无法与传统的抛光表面地形十分复杂,而且还提供自动处理,因此是一种有前途的新材料加工技术。为了延长模具寿命,提高工件表面质量,降低成本,使用模板,提高生产效率。
因此在模具使用前的最后阶段,也是模具制造,通常研磨抛光处理,以提高模具表面质量。研磨抛光处理,目前正在使用的表面处理工艺有多种表面处理技术,表面涂层技术是各种原膜温度对钢质量的影响,高温使钢产生回火钢或降低材料硬度和韧性的影响。
结语:
总随着各种科学技术在模具制造领域的应用,模具的制造质量会得到更大的提高,生产周期也会得到极大的缩减,产品的更新换代也会越来越快。
参考文献:
[1]余小员.材料成型与控制工程模具制造的工艺技术研究[J].世界有色金属,2017(1):142-142;
[2]钟正根.模具制造中的激光技术应用研究[J].山东工业技术,2017(7):29-29.