[01013519]模具先进热处理技术的开发与生产应用

课题来源与背景：项目课题来源于市场，来源于模具用户，用户的需要是课题的源泉，该项目以厦门及周边地区模具使用单位的模具为实例，具体选择路达公司，祐泰公司的H13为材料的压铸模，特克、灿坤、华利的SKD11为材料的冲压模，协晟源、宇科以S136为材料的塑料模为实例，集成真空高压气淬技术、氮碳共渗及深冷技术开发先进适用的热处理技术与工艺，提高模具性能和使用寿命。模具在国民经济中具有重要作用，在制造业中流行这样一句话“没有模具就没有新产品”，因此，发展制造业，模具要先行。模具技术水平高低已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标准。随着厦门地区制造业的发展，模具特别精密，大型，复杂，长寿寿命产需矛盾十分突出，制造业厂家对模具极为重视，千方百计提高模具质量和使用寿命，影响模具质量和寿命的热处理因素很重要，据资料介绍约有60﹪的模具发生早期失效，其根源是模具的热处理质量、模具界有句通俗的说法：“搞好热处理，模具一顶几”就是说模具热处理搞好了，一付模具顶几付用。技术原理和性能指标：该项目采用真空高压气淬处理，使模具得到最佳的强韧性基体，然后通过表面强化的方法或深冷处理使模具获得最佳的使用性能。性能指标：经过复合热处理后，铜压铸模的使用寿命达到15-20万次；冲压模的使用寿命达到300万次；塑料模的使用寿命达到100万次。技术的制造性与先进：性压铸模要求极高的高温强度和韧性以及耐裂性等，以防止早期裂纹(龟裂)出现，塑料模早期失效形态也是龟裂，因此要求模具具有很高的耐磨性和抗热疲劳性，为此该项目采用在真空高压气淬与氮碳共渗复合热处理压铸模和塑料模，使其获得高的强韧性基体并通过氮碳共渗强化模具表面，满足压铸模所需要的高层次特性，从而提高模具使用寿命，铜压铸模使用寿命指标达到国际先进水平，塑料模使用寿命指标达到国内领先水平。冲压模失效形态是磨损，为使其具有高硬度和尺寸稳定性，该项目在真空高压气淬后进行深冷处理，得到60-62HRC的高硬度，提高了模具耐磨性，使用寿命指标达到100万次，处于国内领先水平。该项目的真空高压气淬，淬火冷却是控制模具变形的关键步骤，课题组在冷却时，在略高于马氏体转变温度(400-500℃)处保持一段时间(10-20min)在这温度区域过冷马氏体十分稳定，较长时间保温不发生相变，这个步骤使模具内外温差减少，从而减小热应力和相变应力，已达到减小变形的目的，同时控制回火温度，从而获得最佳的抗龟裂性能，该项目的真空高压气淬火与回火工艺具有显著的创新性的技术进步。技术的成熟程度及应用情况：该项目经过市场调研，开发实验，路达、特克、协晟源等模具生产厂家的生产应用，技术指标均达到领先于国内水平，达到国际先进水平。同时企业实施项目技术研发力量，工艺设备，场地和生产条件，准备充分，热处理质量有保障，投入市场后收到用户较高评价，市场前景很好，因此该项目技术成熟可靠。该项目研发成功并已投入规模化生产，与路达、万利达、灿坤、华利、特克、协晟源、信联通、宇科、精晶、精卫、祐泰、漳州正兴车轮等企业建立固定协作关系，为其承担模具热处理任务。