模具制造中模具表面精加工技术分析

陈明耀

（广西玉林农业学校，广西 玉林 537000）

模具制造中模具表面精加工技术分析

陈明耀

（广西玉林农业学校，广西 玉林 537000）

摘 要：模具表面精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一，目前在国内精加工还是以手工研磨为主，手工研磨抛光存在着周期长、品质不稳定的缺点，这也制约了磨具制造的发展。本文结合磨具加工制造表面处理技术，就模具表面精加工技术的加工方法和新工艺进行总结。

关键词：模具表面精加工；传统精加工技术；非传统精加工技术

磨具表面处理并不是一项简单的工作，因为在加工中钳工劳动强度相对较大，另外对于加工经验的要求也是很高的，所以磨具精加工技术成为瓶颈制约磨具加工。尤其体现在金属压铸模具总装工艺过程，国内仍然主要是手动抛光为主，手动抛光特点是质量不稳定，而且需要的加工周期长，工人工作环境条件非常差。目前，主要用于制造模具表面处理技术主要有：表面淬火、化学镀镀技术、渗碳工艺，这些技术普遍存在表面硬度分布不均，在热处理方面出现变形的问题难以解决。今后的调整方向依靠新技术解决热处理，现在新兴的TD表面涂层技术，高激光电子束处理技术等等已经逐步推广。

在模具表面精加工技术中，主要可以分为两大部分，一类是传统精加工技术，另外就是非传统精加工技术。比较普遍的是传统精加工技术，它的技术特点就是手工研磨抛光为主，结合机械在进行精加工；而非传统精加工，它的特点就是进行电化学抛光、电化学机械光整加工、电解研磨、磁流变抛光、超声波加工、激光抛光技术等。下面我们就一些主要精加工技术进行介绍。

一、传统加工技术简介

1 手工研磨抛光。手工研磨是传统模具精加工手段，也是目前普遍采用的方法。手工研磨不需要特殊的设备，操作简便，适应性较强，这种加工模式更多的是依赖有经验的技师，依靠他们的精湛技术解决技术难题，但是此种手段对于技师的体能要求较高，另外依靠经验并不是最可靠的，也会出现质量问题，大大影响了磨具加工的高水平发展。

2 数字式模具抛光机。现在随着科技发展，新型加工机器不断产生应用，结合数字化的抛光机器，利用自动化控制，电子显示技术参数设置，可以根据环境情况变化，调整研磨参数和工艺参数，可以实现全自动和半自动抛光。对工人技术经验要求并不高，所以操作简便，另外还有其他的特点：可以实现平整功能，平整的波纹长度可达75毫米，数字化抛光机和手工抛光相比，工作效率提高一倍，其抛光质量稳定且精度高，还有对材料的适应性高，可以适合各种材料铸钢、锻钢、铝合金及锌基合金，适合加工磨具尺寸宽泛。

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。决定是否容易脱落的膜技术，最新的技术，通常采用离子注入方法，使影片嵌入的基材表面，从而提高膜基结合。薄膜的硬度决定电镀件的耐磨性能。表面涂层摩擦系数低，使工件表面润滑，而且提高耐磨性的因素。

结语

总之，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

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[4]付景国.高能球磨法制备气缸套表面强化层的技术研究[D].大连海事大学，2011.

中图分类号：TG241

文献标识码：A