【正文】 于滲硼層的高硬度(FeB:HV1800～2300、Fe2B:HV1300～1500)、耐磨性和紅硬性，以及一定的耐蝕性和抗粘著性，滲硼技術(shù)在模具工業(yè)中獲得較好的應(yīng)用效果。但因壓鑄模具工作條件十分苛刻，故滲硼工藝較少應(yīng)用于壓鑄模具表面處理中，但近年來，出現(xiàn)了改進(jìn)的滲硼方法，解決了上述問題，而得以應(yīng)用于壓鑄模具的表面處理，如多元、涂劑粉末滲等。涂劑粉末滲硼的方法是將硼化合物和其他滲劑混合后涂覆在壓鑄模具表面，待液體揮發(fā)后，再按照一般粉末滲硼的方法裝箱密封，920℃加熱并保溫8h，隨之空冷。這種方法可以獲得致密、均勻的滲層，模具表面滲層硬度、耐磨性和彎曲強(qiáng)度都得到提高，模具使用壽命平均提高2倍以上。近年來，在模具表面強(qiáng)化中采用加入稀土元素的方法得到廣泛推崇。這是因?yàn)橄⊥猎鼐哂刑岣邼B速、強(qiáng)化表面及凈化表面等多種功能〔13〕，它對(duì)改善模具表面組織結(jié)構(gòu)，表面物理、化學(xué)及力學(xué)性能均有極大地影響，可提高滲速、強(qiáng)化表面、生成稀土化合物。同時(shí)可消除分布在晶界上微量雜質(zhì)的有害作用，起著強(qiáng)化和穩(wěn)定模具型腔表面晶界的作用。另外，稀土元素與鋼中的有害元素發(fā)生作用，生成高熔點(diǎn)化合物，又可抑制這些有害元素在晶界上偏聚，從而降低深層的脆性等。在壓鑄模具表面強(qiáng)化處理工藝中加入稀土元素成分，能夠明顯提高各種滲入法的滲層厚度、提高表面硬度，同時(shí)使得滲層組織細(xì)小彌散、硬度梯度下降，從而使得模具的耐磨性、抗冷、熱疲勞性能等顯著提高，從而大幅度提高模具壽命。目前應(yīng)用于壓鑄模具型腔表面的處理方法有:稀土碳共滲、稀土碳氮共滲、稀土硼共滲、稀土硼鋁共滲、稀土軟氮化、稀土硫氮碳共滲等。近年來由于冷焊技術(shù)的發(fā)展，使得表面處理技術(shù)得到很大的提高，特別是ESD05上市以后，可以使用碳化物等不同材質(zhì)的焊材對(duì)表面進(jìn)行處理，這種方式方便簡(jiǎn)單，成本低，使用方便。同時(shí)效果也好，漸漸的已經(jīng)成為行業(yè)的主選。激光表面處理是使用激光束進(jìn)行加熱，使工件表面迅速熔化一定深度的薄層，同時(shí)采用真空蒸鍍、電鍍、離子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其與基體金屬充分融合，冷凝后在模具表面獲得厚度為10～1000μm具有特殊性能的合金層，冷卻速度相當(dāng)于激冷淬火。如在H13鋼表面采用激光快速熔融工藝進(jìn)行處理，熔區(qū)具有較高的硬度和良好的熱穩(wěn)定性，抗塑性變形能力高，對(duì)疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展有明顯的抑制作用。最近，薩哈和達(dá)霍特若采用在H13基材上進(jìn)行激光熔覆VC層的方法，研究表明，獲得的模具表面實(shí)質(zhì)是連續(xù)、致密無孔的VC鋼復(fù)合覆層，它不僅有很強(qiáng)的在600℃下的氧化抗力，而且有很強(qiáng)的抗熔融金屬還原的能力〔19〕。23電火花沉積金屬陶瓷工藝在表面改性技術(shù)的不斷發(fā)展中，出現(xiàn)了一種電火花沉積工藝。該工藝在電場(chǎng)作用下，在母材表面產(chǎn)生瞬間高溫、高壓區(qū)，同時(shí)滲入離子態(tài)的金屬陶瓷材料，形成表面的冶金結(jié)合，而母材表面也同時(shí)發(fā)生瞬間相變，形成馬氏體和微細(xì)奧氏體組織〔20〕。這種工藝不同于焊接，也不同于噴鍍或者元素滲入，應(yīng)該是介于兩者之間的一種工藝。它很好地利用了金屬陶瓷材料的高耐磨、耐高溫、耐腐蝕的特性，而且工藝簡(jiǎn)單，成本較低廉。是壓鑄模具表面處理的一條新路。WS焊機(jī)與激光焊機(jī)的原理是一樣的，都是通過脈沖點(diǎn)焊的方式進(jìn)行的。相對(duì)于激光焊來說更方便更靈活，同時(shí)上面內(nèi)置氬弧焊的功能，這樣更方便靈活。涂鍍技術(shù)涂鍍技術(shù)作為模具強(qiáng)化技術(shù)的一種，主要應(yīng)用在塑料模、玻璃模、橡膠模、沖壓模等工作環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單的模具表面處理。壓鑄模具需要承受冷熱應(yīng)力交替的苛刻環(huán)境，所以一般不使用涂鍍技術(shù)來強(qiáng)化壓鑄模具表面。但近年來，有報(bào)道采用化學(xué)復(fù)合鍍的方法強(qiáng)化壓鑄模具表面，以提高模具表面抗粘著性、脫模性。該方法在鋁基壓鑄模具上將聚四氟乙烯微粒浸潤(rùn)后進(jìn)行(NiP)聚四氟乙烯復(fù)合鍍。實(shí)驗(yàn)證明，此方法在工藝上和性能上均為可行，大大降低了模具表面的摩擦系數(shù)。結(jié)語(yǔ)模具壓力加工是機(jī)械制造的重要組成部分，而模具的水平、質(zhì)量和壽命則與模具表面強(qiáng)化技術(shù)休戚相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近年來各種模具表面處理技術(shù)出現(xiàn)較大的進(jìn)展。表現(xiàn)在:①傳統(tǒng)的熱處理工藝的改進(jìn)及其與其他新工藝的結(jié)合。②表面改性技術(shù)，包括滲碳、低溫?zé)釘U(kuò)滲(各種滲氮、碳氮共滲、離子氮化、三元共滲等)、鹽浴熱擴(kuò)滲、滲硼、稀土表面強(qiáng)化、激光表面處理和電火花沉積金屬陶瓷等。③涂鍍技術(shù)等方面。但對(duì)于工作條件極為苛刻的壓鑄模具而言，現(xiàn)有新的表面處理工藝還無法滿足不斷增長(zhǎng)的要求，可以預(yù)計(jì)更為先進(jìn)的技術(shù)，也有望應(yīng)用于壓鑄模具的表面處理。鑒于表面處理是提高壓鑄模具壽命的重要手段之一，因此要提高我國(guó)壓鑄模具生產(chǎn)整體水平，表面處理技術(shù)將起著舉足輕重的作用。熔模鑄造的工藝過程及特點(diǎn)和應(yīng)用溶膜鍛造是用易熔材料制成模型，然后在模型上涂掛耐火材料，經(jīng)硬化后，在將模型熔化排出型外，從而獲得無分型面的鑄型，鑄型焙燒后即澆注。 一 工藝過程 1 蠟?zāi)Ｖ谱?1) 壓型：制蠟?zāi)５膶Ｓ媚＞撸?銅 鋁 切削而成 2) 蠟?zāi)５膲褐疲菏?，峰蠟，硬脂酸，松香等，將熔化的蠟料壓入壓型中，冷凝后掏出，修去毛刺，得到蠟?zāi)?3) 蠟?zāi)＝M裝：若干蠟?zāi)：冈谝粋€(gè)直澆棒上. 2 結(jié)殼：蠟?zāi)Ｍ可贤苛希不?干燥等 1) 浸涂料(石英粉+粘結(jié)劑的糊狀物)表面光潔 2) 撒砂(粗石英砂)的目的：增厚型殼 3) 硬化(水玻璃+NH4CL—SIO2)化學(xué)硬化 3 脫蠟 焙燒 1) 脫蠟：熱水或水蒸氣 2) 焙燒：加熱 800~1000℃進(jìn)步型殼強(qiáng)度 4 填砂：澆注 1) 填砂：型殼放入鐵箱中，附近干砂充填 2) 澆注：趁熱(600~700℃)進(jìn)行澆注 5 落砂 清理 冷卻后，破壞型殼，掏出鑄件，去澆口，毛刺，退火或正火，以便得到所需機(jī)械機(jī)能。 二 特點(diǎn)和應(yīng)用 1 鍛造精度，光潔度高，且可澆注外形復(fù)雜的件 2 能鍛造各種合金(型殼是高級(jí)耐火材料) 3 單件，小批，大批量出產(chǎn)均可 4 少、無切削加工(~)稍磨 5 材料貴，工藝過程繁雜，出產(chǎn)周期長(zhǎng) 應(yīng)用： 使用高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批，大量出產(chǎn)，外形復(fù)雜，難以切削加工的小零件. 如：汽輪機(jī)葉片，工藝品。(end)金屬模具的制造技術(shù)金屬模具的制造技術(shù)：較高的公差精度、無飛邊、超級(jí)高的表面質(zhì)量，所有這些標(biāo)準(zhǔn)都是金屬零件壓鑄模制造過程中所必須滿足的一些要求。毫無疑問，能夠達(dá)到這種水平的金屬模具制造商雖然有幾家，但為數(shù)極少。質(zhì)量是關(guān)鍵。首先，模具的設(shè)計(jì)要有很好的計(jì)劃。因?yàn)檫@是成敗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。它應(yīng)該包括優(yōu)良的冷卻水線路布局和分型線鎖緊裝置，以防止加工生產(chǎn)中模具的錯(cuò)位、一副能很好支持模腔和型芯側(cè)壁的模具框架、一種適合于特定零件脫模的方法。細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)包括模具零件材料的選用、模具和模腔的公差、表面質(zhì)量和涂層、閘門和流道的尺寸、通氣口位置和尺寸、壓力傳感器位置。在MIM模具的成功制造中，脫模和冷卻已成為關(guān)鍵的問題?！　∧Ｇ?型芯使用的鋼材：模腔/型芯使用的鋼材應(yīng)能承受模壓成形材料引起的磨損。凡是與模壓成形復(fù)合材料接觸的鋼材(包括閘門和流道)，都應(yīng)該由高耐磨性的高含鉻量和高硬度工具鋼制成，如D2或A2工具鋼。H13鋼材也可，因?yàn)槠溆捕雀?，還電鍍了一層高硬度涂層。凡是不與模壓成形復(fù)合材料接觸的任何細(xì)節(jié)零件，都可用更標(biāo)準(zhǔn)的S7類工具鋼制造。　　關(guān)閉角/滑塊：在MIM模具生產(chǎn)工藝中，飛邊是一個(gè)嚴(yán)重的問題，對(duì)制模工人來說是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的問題。為了防止出現(xiàn)這種問題，所有關(guān)閉角和滑動(dòng)區(qū)域的良好配合是十分重要的，只有這樣，才能生產(chǎn)出一個(gè)優(yōu)質(zhì)的MIM零件。模具制造商必須通過使用三角法計(jì)算滾動(dòng)尺寸，然后應(yīng)用這個(gè)知識(shí)檢查陰、陽(yáng)面鋼材的關(guān)閉角，保證使其在他所計(jì)算尺寸的177。人們需要保持的公差一般對(duì)于金屬模具而言已經(jīng)是相當(dāng)精確的，因?yàn)镸IM模具的供料件對(duì)飛邊很敏感，很容易產(chǎn)生飛邊。如果塑料件產(chǎn)生飛邊，很容易將飛邊清除掉，但如果是金屬，其飛邊就會(huì)如刀鋒那樣造成問題。您必須制造一個(gè)不會(huì)產(chǎn)生飛邊的模具。　　通氣口深度：在各種模具中，為了釋放由模壓材料產(chǎn)生的內(nèi)部氣體，采用良好的通氣口是十分關(guān)鍵的。他指出，MIM模具在通氣口深度方面是與注塑模有很大不相同的。一個(gè)典型的塑料模具，根據(jù)其模壓樹脂的不同，~(1in=)深的通氣口，而MIM模具肯定會(huì)在這些通氣口的深處產(chǎn)生飛邊，~，但也可能隨著選用的不同模壓復(fù)合金屬材料而變化。好的供料在之后的凝固過程中，收縮率極低。“為了盡量加強(qiáng)形狀保持力度，因此大量使用了金屬粉末填充劑，其用量往往接近體積的70%。為了能夠獲得高填充給料的良好流動(dòng)性，采用了低分子量的分子和粘結(jié)劑，使MIM供料產(chǎn)生很高的飛邊靈敏度，類似于許多填充尼龍材料所顯示的特性。石蠟和聚乙烯/甘油基供料比乙酰基供料有較好的特性，但會(huì)影響到其較高的飛邊靈敏度。 拋光：MIM零件的另一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域是模壓成型區(qū)的表面質(zhì)量。從模腔區(qū)脫模在很大程度上取決于模腔和型芯工具鋼的表面質(zhì)量，因?yàn)樵谀撼尚芜^程中，其收縮率極低。金屬模壓件的收縮并不會(huì)真的發(fā)生，除非粘結(jié)劑材料通過后模壓成形工藝被抽取出來。因此，模壓成型區(qū)的拋光十分關(guān)鍵。一般來說，模壓表面應(yīng)達(dá)到600復(fù)合光潔度，可能在很少的情況下需要達(dá)到金剛石光潔度?！　‰婂儯喝玢t或鎳那樣的高硬度電鍍層將能增強(qiáng)模壓金屬件脫模過程中的效率，再結(jié)合高拋光表面，使其能產(chǎn)生更好的效果。有些類型的鉻和鎳添加了釋放劑，其目的是為了提高它們的脫模特性。　　學(xué)習(xí)曲線：在掌握了基本知識(shí)以后，仍然有更多的因素需要考慮，然后再順序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)。MIM的另一個(gè)挑戰(zhàn)來自于原材料，一般指供給的材料。因?yàn)槠鋬?nèi)部含有大量非常精細(xì)的金屬粉末，往往接近體積的70%。是金屬粉末造就了最終的零件。塑料零件給金屬粉末增加了流動(dòng)性，并在注射成型之后全部除去。粉末帶有一點(diǎn)磨擦性，因此必須采用較硬的刀具以較高的主軸轉(zhuǎn)速加工。許多模具商因?yàn)闆]有高速機(jī)床，只得采用燒蝕方式加工。然而，卻不能遺留下粗糙的表面質(zhì)量，因?yàn)镸IM需要有緊密的公差。不同的金屬基本上具有同樣的模具制造要求，除非有時(shí)候需要插入不同的收縮率。這里所指的不是模具內(nèi)部的收縮率。只有當(dāng)零件從模具中脫離時(shí)以及進(jìn)入加熱爐時(shí)，才會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象。在模具中，收縮率幾乎接近零，因此在模具中的收縮極小。模具的修復(fù)方法模具的修復(fù)方法： 模具在現(xiàn)代工業(yè)中具有極其重要的作用，它的質(zhì)量直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量。提高模具的使用壽命和精度。縮短模具的制造周期，是許多企業(yè)急需解決的技術(shù)問題，但在模具使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)塌角、變形、磨損、甚至折斷等失效形式。雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，原因也很復(fù)雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí)，才考慮修理模具。修理模具更應(yīng)慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動(dòng)。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀。因此，對(duì)模具的修復(fù)也是必要的。修復(fù)模具的方法很多，如電火花工藝、氬弧焊修復(fù)、激光堆焊技術(shù)、電刷鍍方法。一、氬弧焊修復(fù)：利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴噴出的氣體保護(hù)電弧來進(jìn)行焊接的。目前氬弧焊是常用的方法，可適用于大部分主要金屬，包括碳鋼、合金鋼。溶化極惰性氣體保護(hù)焊適用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金，由于價(jià)格低，被廣泛用于模具修復(fù)焊，但焊接熱影響面積大、焊點(diǎn)大等缺點(diǎn)，目前在精密模具修補(bǔ)方面已逐步補(bǔ)激光焊所代替。二、電刷鍍修復(fù)：電刷鍍技術(shù)是采用一種專用直流電源設(shè)備，電源的正極接鍍筆，作為刷鍍時(shí)的陽(yáng)極；電源的負(fù)極接工件，作為刷鍍時(shí)的陰極，鍍筆通常采用高純細(xì)石墨塊作為陽(yáng)極材料，石墨塊外面裹上棉花和耐磨的滌棉套。工作時(shí)，電源組件調(diào)整到合適的電壓，并使浸滿鍍液得鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在被修復(fù)工件表面接觸的部位，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)力的作用下擴(kuò)散到工件表面上，在表面上獲得電子還原成金屬原子，從而這些金屬原子沉積結(jié)晶形成鍍層，也就是在被修復(fù)塑料模具型腔工作面上獲得所需要的均勻沉積層。三、激光堆焊修復(fù)：激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成得激光束為熱源進(jìn)行的焊接。這種焊接方法通常有連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊。激光焊優(yōu)點(diǎn)是不需要在真空中進(jìn)行，缺點(diǎn)則是穿透力不如電子束焊強(qiáng)。激光焊時(shí)能進(jìn)行精確的能量控制，因而可以實(shí)現(xiàn)精密器件的焊接。它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。目前已廣范用于模具的修復(fù)。鋁合金鑄造模具的技術(shù)要求鋁合金鑄造模具 (根據(jù)GB/T 151141994)的技術(shù)要求： 　　1)化學(xué)成分合金的化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T 151141994的規(guī)定?！　?)力學(xué)性能　?、佼?dāng)采用鑄造模具試樣檢驗(yàn)時(shí)，其力學(xué)性能應(yīng)符合GB/T 151141994規(guī)定②當(dāng)采用鑄造模具本體檢驗(yàn)時(shí)，其指定部位切取試樣的力學(xué)性能不得低于單鑄試樣的75%，若有特殊要求，可由供需雙方商定?！　?)鑄造模具尺寸　　①鑄造模具的幾何形狀和尺寸應(yīng)符合鑄件圖樣的規(guī)定。　?、阼T造模具的尺寸公差應(yīng)按GB/T 64141999的規(guī)定執(zhí)行。有特殊規(guī)定和要求時(shí)，須在圖樣上注明。　?、坭T造模具有形位公差要求時(shí)，可參照表5；其標(biāo)注方法按GB/T 151141994的規(guī)定?！　、荑T造模具的尺寸公差不包括鑄造斜度，其不加工表面：包容面以小端為基準(zhǔn)，被包容面以大端為基準(zhǔn)；待加工表面：包容面以大端為基準(zhǔn)，被包容面以小端為基準(zhǔn)，有特殊規(guī)定和要求時(shí)，須在圖樣上注明?！　?)鑄造模具需要機(jī)械加工時(shí)，其加工余量按GB/T 151141994的規(guī)定執(zhí)行。若有特殊規(guī)定和要求時(shí)，其加工余量須