汽車制造用模具材料與模具熱處理技術(shù)的進展(完整版)
【正文】 得了長足的進步。這就為汽車制造業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。一般中型載重汽車的改型需要模具4000多套，重量達2000t。模具費用已占產(chǎn)品成本的15%～30%，它的總產(chǎn)值在工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)超過機床工業(yè)。2005年國內(nèi)模具鋼在各行業(yè)的消費比例如表2所示，各類模具的使用壽命如表3所示。 1. 模具鋼高速發(fā)展并系列化 塑料模具鋼根據(jù)其性能和使用條件可分為： (1) 小尺寸模具用鋼，中碳調(diào)質(zhì)鋼。 (7) 耐蝕型塑料模具。如德國的X320CrVMo135，wC＞3%、wV＞5%，細小、彌散分布的碳化物的面積達50%，其壽命高于硬質(zhì)合金模具。如3Cr13MoV等。 多數(shù)模具需要整體熱處理，如壓鑄模、鍛模、冷鐓模和部分沖模等。使用真空熱處理氣淬爐時，不同的淬火充氣壓力可以獲得不同的熱處理變形，壓力越大變形越大，壓力越小變形越小，使用時要根據(jù)不同工件選擇不同的參數(shù)。它具有加熱層深的優(yōu)點，一般與表面硬度相同的淬硬層深度在2mm左右，缺點是變形大、易開裂。 以上三種工藝的模具表面淬火特性比較見表4。 同一種材料不同的幾何形狀和不同的使用狀態(tài)，經(jīng)深冷處理后的壽命是不同的。 表面噴涂技術(shù)是用氧氣乙炔將物質(zhì)等噴在模具表面。高碳低合金鋼滲碳或碳氮共滲時，應(yīng)盡可能選取較低的加熱溫度和較短的保溫時間，此時可保證表層有較多的未溶碳化物核心，滲碳和碳氮共滲后，表層碳化物呈顆粒狀，碳化物總體積也有明顯增加，可以增加鋼的耐磨性。氮碳共滲對冷鐓模、冷擠壓模、冷沖模和拉伸模等均有很好的應(yīng)用效果。 滲硼工藝常用于各種冷作模具上，由于耐磨性的提高，模具壽命可提高數(shù)倍或十余倍。隨著汽車技術(shù)的提升必然要求提高汽車用模具的制造水平，在今后，汽車用模具材料的開發(fā)和先進熱處理技術(shù)也將得到很大發(fā)展。這些新鋼種的推廣數(shù)量和應(yīng)用范圍很大，這些性能良好的新型模具鋼有廣闊的推廣前景，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。 在一些領(lǐng)域，如熱鍛模和冷沖模使用以鑄代鍛可以節(jié)約原材料的消耗，材料各向同性，減低數(shù)控加工成本，縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，它對節(jié)約資源有著廣泛的社會效益。后者已在大眾汽車公司的汽車覆蓋件模具上得到很好的應(yīng)用。工業(yè)發(fā)達國家一直在努力提高模具鋼的純凈度、致密度、均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。近年來，國外模具鋼的進口量逐年減少，我們模具鋼的出口量在不斷增加。滲硼也可應(yīng)用于熱作模具，如熱擠壓模等。近年來許多的研究工作都表明，稀土有明顯的催滲效果，從而開發(fā)了稀土氮共滲、稀土氮碳共滲等新工藝。 采用500～650℃高溫回火的合金鋼模具，均可在低于回火溫度的范圍內(nèi)或在回火的同時進行表面滲氮或氮碳共滲。 模具局部堆焊技術(shù)。CVD處理是用化學(xué)方法使反應(yīng)氣體在基礎(chǔ)材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成覆蓋層（TiC、TiN）的方法。模具鋼的深冷處理可以在淬火和回火工序之間進行， 也可在淬火、回火之后進行。功率越大，效率越高，但難以控制；功率越大變形越小，開裂傾向越小，但易燒化。汽車覆蓋件模具多數(shù)比較大，采用表面淬火的比較多，其中空冷鋼、鑄鐵和合金鑄鐵等材質(zhì)的模具多用表面淬火。根據(jù)模具的使用場合和尺寸大小選擇相應(yīng)的熱處理設(shè)備。 (6) 中合金高韌性熱作模具鋼 這類鋼能夠比較合
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