铸造模具的表面处理技术是模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外,它的表面性能对模具的工作性能和使用寿命非常重要。这些表面性能指的是:损性能、蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的,单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的,也是不经济的,而通过表面处理技术,往往可以收到事半功倍的效果,这也正是表面处理技术发展的原因。
模具的表面处理技术,是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术,改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。从表面处理的方式上,也可分为:化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。虽然目的是在提高模具表面性能新的处理技术不断的出现,但是在模具制造中应用比较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方式,每一种渗氮方式中,都有若干种渗氮技术,可以适应不同钢种不同工件的要求。因为渗氮技术可形成优良性能的表面,并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调性,同时渗氮温度低,渗氮后不需激烈冷却,模具的变型很小,因此铸造模具的表面是采用渗氮技术较早,也是应用非常广泛的。
随着模具企业的生产技术水平的提高,高在模具的设计和制造中的应用,已经成为制造模具的有力。CAD/CAM/CAE的应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性,CAD/CAM/CAE已成为模具企业普遍应用的技术。CAD/CAM一体化技术已在铸造模具业中广泛使用,目前二维设计使用的软件主要是AutoCAD,三维设计使用的软件比较多,主要有Pro/E,UG,Cimatron等。近几年,不断引进制造技术和设备,在零件测绘方面,一般不再用拓印法、样板法,而采用三坐标测量仪和激光扫描仪等测量设备和测量技术,测绘零件不仅准确、,而且可将所测数据和图形直接输入计算机,建立各种文件,显示零件的三维模型和二维图形。在设计方面,由于CAD的普遍应用,许多企业和工厂已经甩掉了图板,三维造型软件的大力推广,不仅可为CNC编程和集成提供,还可以在设计时进行装配干涉的检查,设计和工艺的合理性。在加工方面,数控机床的广泛使用不仅了铸造模具零件的加工精度和质量,而且以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,比传统的切削加工效率提高几倍甚至十几倍。一些上规模、上水平的铸造模具厂不断涌现,一些无技术、无水准、设备简陋的手工作坊逐步被淘汰出局,使我国的铸造模具工业又有了长足的发展。铸造模具设计与制造技术有以下几方面的特点:
1、提高模具标准化水平和标准件的使用率。同时加强与铸造设备厂的沟通。
2、采用模具材料,提高表面处理技术。
3、CAE、逆向工程已有部分企业应用并取得明显效果。产品前期的凝固模拟优化了工艺设计,缩短了试验时间,利用逆向工程、数字化(CAD/CAM)方法制作模具(尤其是复杂模具)是具有周期短、、一致性好及等许多优点。
4、高速加工(Highspeedmachining,简称HSM)技术引进模具工业,提高了模具精度。缩短了模具制造时间。
5、成型制造模具已进入到实用阶段,LOS,SLS等方法应用的性和技术指标达到和超过同类产品水平。
6、CAD/CAM已在模具设计与制造上广泛使用。
7、AutoCAD被设计人员普遍使用。
铸造模具原料干砂的选择:消失模铸造生产需要的原材料大致分为模型原材料、干砂原材料、涂料原材料、合金熔炼原材料等几个方面。
干砂是消失模铸造的造型材料,由于该工艺的特点,选择干砂应与生产的铸件材质有关,高温合金采用耐火度较高、颗粒较粗的干砂。目前干砂主要使用石英砂和部分地区的海砂,但都应去除砂中的铁渣、粉尘和水分,并保持使用温度不高于50℃。