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模具制造领域中的表面工程技术应用!

                    

  摘要:扼要综述了在模具制造领域中应用较为广泛的几类表面工程技术,并对其性能指标和经济性作了比较。及纳米表面工程技术在模具制造中的应用。

  引言                  

  国际模具协会专家认为:模具是金属加工业的帝王。而模具材料又是模具工业的基础。但即使是新型模具材料仍难以满足模具的较高综合性能的要求。表面工程是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。表面工程具有学科的综合性,手段的多样性,广泛的功能性,潜在的创新性,环境的保护性,很强的实用性和巨大的增效性,因而受到各行各业的重视。表面工程技术在模具制造领域中的应用,在很大程度上弥补了模具材料的不足。
可用于模具制造的表面工程技术十分广泛,既包括传统的表面淬火技术、热扩渗技术、堆焊技术和电镀硬铬技术,又包括近20年来迅速发展起来的激光表面强化技术、物理气相沉积技术(PVD)、化学气相沉积技术(CVC)、离子注入技术、热喷涂技术、热喷焊技术、复合真空PVD电镀技术、复合电刷镀技术和化学镀技术等。而稀土表面工程技术的进展和纳米表面工程技术的兴起必将进一步推动模具制造的表面工程技术的发展,象物理气相沉积膜层性能的优劣和膜与基体结合强度大小密切相关,稀土元素的加入有利于改善膜与基体的结合强度,膜层表面致密度明显增大。同时,加入稀土元素可以使膜层耐磨性能也得到明显改善,例如应用于模具型腔表面的超硬TiN膜(加入稀土元素),使模具型表面呈现出高硬度、低摩擦系数和良好的化学稳定性,提高了模具的使用寿命。

 

 表面工程技术应用于模具型腔表面处理,可达到如下目的
(1)提高模具型腔表面硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能,大幅度提高模具的使用寿命。提高模具型腔表面抗擦伤能力和脱模能力,从而提高生产率。
(2)经表面涂层或合金化处理过的碳素工具钢或低合金钢,其综合性能可达到甚至超过高合金化模具材料及硬质合金的性能指标,从而可大幅度降低材料成本。
(3)可以简化模具制造加工工艺和热处理工艺,降低生产成本。
(4)可用于模具型腔表面的纹饰,以提高制品的档次和附加值。
(5)可用于模具的修复等再制造工程。 

                  
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