張亮 劉成兵 屈慶曉

【摘? 要】我國是一個(gè)工業(yè)發(fā)展大國，工業(yè)大批的生產(chǎn)和出口，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其中就包括金屬模具。金屬模具在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，而且隨著社會(huì)的發(fā)展，金屬模具運(yùn)用越來越廣泛。可以說金屬模具的誕生既滿足了現(xiàn)代人們的需求，提高了人們的生活質(zhì)量;又促進(jìn)了現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展。本文以金屬模具材料為研究對(duì)象，分析了金屬模具材料的特性和熱處理工藝。

【關(guān)鍵詞】金屬模具;材料;特性;熱處理

引言

模具的作用在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的作用，大到航空事業(yè)，小到生活用品，都離不開模具?？梢哉f模具對(duì)人們生活的方方面面都有著巨大的影響。特別是在金屬制品行業(yè)，工廠需要根據(jù)金屬模具的特性對(duì)材料進(jìn)行熱處理，利用模具制造出各種高質(zhì)量的產(chǎn)品，以滿足社會(huì)需求。工廠制作對(duì)金屬模具材料進(jìn)行熱處理能夠延長(zhǎng)模具的使用壽命，提高產(chǎn)品的使用性能，不同的材料需要用到不同的熱處理工藝。

1.金屬模具材料的分類和特性

1.1碳素鋼

碳素鋼在目前我國金屬材料中的產(chǎn)量是十分高的，因?yàn)橹谱鞒杀镜?，來源豐富，被我國各制造業(yè)廣泛運(yùn)用。碳素鋼的特點(diǎn)：一是具有很強(qiáng)的可塑性。碳素鋼可以根據(jù)實(shí)際要求鍛造成不同的形狀;二是碳素鋼的軟化性很強(qiáng)。在對(duì)碳素鋼進(jìn)行退火操作時(shí)，碳素鋼會(huì)有很強(qiáng)的軟化性，進(jìn)一步加強(qiáng)了碳素鋼的可塑性，為下一個(gè)操作環(huán)節(jié)奠定了基礎(chǔ);三是易切割。與其他金屬材料相比，碳素鋼的硬度較低，可以采用常規(guī)工具對(duì)其進(jìn)行切割，塑造模具的最初形狀。

1.2高碳高鉻鋼

高碳高鉻鋼是碳元素和鉻元素的合金材料，該材料的特點(diǎn)：一是硬度高。鉻元素的加入使得高碳高鉻鋼具有很強(qiáng)的硬度，尤其是在鉻元素含量為12%到15%之間，高碳高鉻鋼的硬度達(dá)到最高峰值，甚至可以抵御空氣中的氧化反應(yīng);二是耐磨。高碳高鉻鋼在受到外界摩擦的時(shí)候不易受損，能夠很好的保持模具的外觀美;三是可塑性較差。由于高碳高鉻鋼材料具有硬度高的特點(diǎn)，所以其可塑性就較差;四是淬硬性強(qiáng)。在淬火操作后，高碳高鉻鋼會(huì)快速冷卻，同時(shí)發(fā)生二次硬化，再一次提高了模具的硬度。

1.3高速鋼

高速鋼的特點(diǎn)：一熱塑性強(qiáng)。在高溫環(huán)境中有較強(qiáng)的延展性，施工人員可以根據(jù)需要對(duì)模型的形狀進(jìn)行塑造;二韌性強(qiáng)。高速鋼具有很強(qiáng)的韌性，適合制作各種模具;三淬火硬度高。施工人員在對(duì)高速鋼進(jìn)行淬火的時(shí)候，高速鋼在冷卻的時(shí)候同時(shí)增強(qiáng)了硬度，減少施工中造成的誤差。

1.4合金材料

合金材料是通過多種元素混合加工而成的，具有多種元素的特點(diǎn)，具體可以歸納為以下：一硬度高。合金材料的硬度比其他材料要高出幾倍;二耐磨。合金材料的耐磨性強(qiáng)，很少會(huì)在材料的表面留下痕跡;三是質(zhì)量低。合金材料比傳統(tǒng)金屬材料的質(zhì)量要低，便于搬運(yùn)。

2.金屬材料的熱處理工藝

對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理主要目的是為了延長(zhǎng)模具的使用壽命。在以往熱處理一般只考慮了模具表面的硬度和淬火的情況，對(duì)模具材料的硬度和強(qiáng)度處理不夠，所以有些模具在使用中會(huì)產(chǎn)生變形的情況。但是現(xiàn)在很多工程都采用了微變形等分級(jí)淬火處理工藝，提高了機(jī)械的使用性能。

2.1深冷處理

深冷處理后的模具，其性能可以得到提高，使用壽命能夠有效延長(zhǎng)。其具體操作為，在金屬回火和淬火的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行深冷處理。處理后的金屬具有抗回火穩(wěn)定性，其耐磨性也會(huì)得到提高。簡(jiǎn)單來說生冷處理不僅是使金屬冷卻，還能對(duì)金屬合金和熱模具進(jìn)行處理，提高模具的使用性能。

2.2真空處理

真空處理是在對(duì)金屬模具制作的時(shí)候，在真空的環(huán)境下進(jìn)行熱處理，該工藝能夠提高金屬模具材料的表面性能，控制金屬在操作中的變化范圍在合理之內(nèi)，采用這種處理方式可以提高模具制作的精度。因?yàn)樵谡婵窄h(huán)境中，模具不容易受到外界環(huán)境的影響，能夠保持較高的活性，保證模具內(nèi)其他元素不會(huì)發(fā)生變化，從而提高模具的使用性能。同時(shí)在真空環(huán)境處理下，模具的硬度也能得到提高。

2.3化學(xué)熱處理

化學(xué)熱處理是對(duì)金屬模具材料進(jìn)行合理的化學(xué)反應(yīng)。這種工藝在操作中十分常見。通過化學(xué)熱處理可以提高金屬材料的表面性能。目前運(yùn)用最多的熱處理主要有高頻滲氮、離子滲氮等。前者在處理中需要更多的時(shí)間，而后者花費(fèi)的時(shí)間要少些。兩者都可以有效提高金屬材料表面滲層的質(zhì)量。

2.4淬火工藝

在模具制造工業(yè)中，淬火工藝是十分常見的。在對(duì)模具進(jìn)行熱處理的時(shí)候，需要對(duì)金屬模具快速降溫，就會(huì)采用這種工藝。在淬火工藝中，能夠出去金屬模具中的雜質(zhì)，提高金屬模具的純度。在對(duì)模具形狀進(jìn)行改變之后，通常需要淬火操作，增加金屬模具的硬度，并提高材料的綜合性能。經(jīng)過淬火工藝的金屬材料，其耐磨性會(huì)得到提高，使用壽命會(huì)延長(zhǎng)。因此淬火工藝也是在金屬熱處理工藝中運(yùn)用最廣泛的一種工藝。

2.5高能束熱處理

高能束熱處理是采用電子極光對(duì)金屬模具材料進(jìn)場(chǎng)熱處理的一種方式。其優(yōu)勢(shì)是可空性好、不會(huì)造成環(huán)境的污染、不需要其他的冷卻介質(zhì)，處理起來方便。在操作中可以根據(jù)實(shí)際需求選擇加熱面積，進(jìn)行局部處理或者細(xì)節(jié)處理。尤其是在現(xiàn)代科技發(fā)展技術(shù)下，自動(dòng)化處理更加方便簡(jiǎn)捷，并且能夠有效提高模具的使用壽命，提高模具使用性能。

3.結(jié)語

隨著科技的進(jìn)步，我國模具的熱處理工藝也越來越高。模具熱處理工藝的研究，能夠有效提高模具的使用性能和使用壽命。通過對(duì)模具熱處理工藝的研究能夠優(yōu)化模具工藝的發(fā)展方向，促進(jìn)模具行業(yè)的有效發(fā)展。

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