热喷涂技能在模具职业中的使用

http://www.pf.hc360.com2013年06月14日09:04 来源:互联网T|T

    慧聪表面处理网:传统的模具制作办法描绘制作周期长、本钱高。例如在汽车工业中。从车型描绘一模具描绘到制作一模具调试一产物投产出产的整个周期中,模具描绘与制作约占2/3的时刻。剧烈竞赛的商场给模具的开发提出了高效、高质量和低本钱的需求。疾速原型RP(RapidPrototyping)概念于1979年提出,日本东京大学中川威雄教授发明晰叠层模型外型法.1988年美国3DSystems公司推出疾速原型有用设备SLA(激光立体外型.StereoLightgraphy

    Apparatus)。疾速原型技能归纳地运用了计算机辅助描绘和制作技能、激光技能、资料科学技能,在没有传统模具和夹具的情况下,依据疾速成型制作实体模型。选用仿制办法来疾速制作三维实体模型。疾速原型技能给模具的描绘与制作带来了一次腾跃.它使模具的描绘与制作逐渐趋向于数字化、疾速化,太幅缩短了模具制作周期,降低了出产本钱。疾速原型技能现已日趋老练。并于1994年正式进入推行遍及期间。其间.依据疾速原型的热喷涂直接金属模具制作技能以加工周期短、加工本钱低、仿制精度高级特色,越来越遭到大家的注重。

    典型的热喷涂疾速制模工艺流程包含:(1)依据需求,进行CAD建模;(2)运用RP技能,比方分层实体制作、熔融堆积制作、叠层制作等工艺制作取得原型;(4)在RP原型上嚷涂金属构成模具型面壳型;(5)铺设冷却管道。然后在壳型上浇注缩短率低的背村资料;(6)脱模,打磨模具外表,取得具有亮光、精细外表的金属模具。在热喷涂疾速制模的工艺进程中,不存在剩余的缩短差错,故能够包管较高的精度。早期的热喷涂疾速制模技能多选用电孤喷涂锌基合金等低熔点金属资料。锌基合金资料硬度较低、耐磨性较差。使模具的运用规划遭到了很大的约束。近年来。国外已开端研讨电弧喷涂疾速制作钢基模具,并取得较大开展。当前以为效果较好的是选用陶瓷等耐高温固体物质对树脂基或纸基零件模型进行仿制,仿制物经过枯燥和烧结后可在其上热喷涂堆积钢基涂层制作模具。因为模具选用高强钢等高强金属资料喷涂而成。因而能够得到高强度和高外表耐磨性的模具型腔。英国Novac公司与牛津大学合作开发了一种电弧喷涂钢基资料疾速制作模具的工艺,该工艺突破了热喷涂技能不易制作大尺度模具的约束,美国福特公司选用该技能已可制作近1m2的大型汽车拉延模具。

    国内如今已有一些出产单位开端选用电弧喷涂低熔点锌基合金的制模技能。在选用热喷涂办法疾速制作高熔点、高硬度模具方面,一些科研单位进行了开发研讨.并取得了一些开展。清华大学的等离子喷涂疾速制模工艺就是在疾速原型外表上喷涂金属热喷涂粉末构成金属壳层。经过一些后处置工序能够很快制作出疾速模具,能够广泛用于注塑摸、汽车掩盖件拉延模等模具的制作。西安变通大学选用。电弧喷涂和电刷镀一体化模具制作技能进行轿车新车型开发中大型冲压模具疾速制作。该技能选用电弧喷涂工艺制作出低熔点金属型腔;在填充恰当的背衬资料并脱模后。运用电刷镀技能在模具作业外表刷镀强化涂层进步其模具外表硬度和耐磨性,并使模具外表冲突学特性更挨近钢模具,进而完结模具的疾速制作。该项目已开始构成产业化规划,在国内多个汽车厂得到运用。

    热喷涂疾速制作模具技能也存在这一些局限性,首要因为热喷涂堆积的视点应大于45,所以不适于制作有较大崎岖或形状很杂乱的模具;一起热喷涂疾速模具的仿制进程中有可能发生模具的部分失真。影响结尾的模具质量,需求独特注重。

    2依据热喷涂的模具外表强化与修正技能

    模具,独特是热作模具不仅在较高的温度环境下作业。并且遭受磨损、揉捏、冲击及冷热疲惫效果.因而对其外表功能通常有严厉的需求,若外表硬度、红硬性、抗氧化性、抗腐蚀性缺乏,则在运用进程中简略损坏。缩短运用寿数,因而模具外表通常要进行强化处置。当模具外表划伤后,只需程度不严峻.也可进行修正.延伸模具运用寿数。热喷涂技能在外表强化与零件修正工艺方面具有工艺办法灵活多样、资料挑选规划广、施工便利敏捷、适应性强、修正强化效果显著及经济效益高级长处,适合于大型模具以及严峻磨损条件下作业的模具。进行模具外表强化与修正运用较多的有火焰喷涂、等离子喷涂、超音速喷涂。

    火焰喷涂设备简略、操作便利、本钱低,但其喷涂层强度不高。热影响区和变形较大,因而常常用于低强度模具的外表形状修正,修正后模具运用寿数鞍低。五菱汽车股份有限公司运用火焰喷涂NiCr60A修正汽车大粱成形模.取得了较好的效果。

    等离子喷涂热源能量密度较高,可用于模具外表改性处置,或用于微量磨损模具外表修正。但喷涂层与基材之问为机械联系,所以多用于非冲击载荷条件下的模具外表改性及形状修正。例如在热作模具外表等离子喷涂钴基合金.较传统办法可延伸两倍寿数。在工具钢制作的高熔点金属揉捏模上等离子喷涂0.5~1.0mm的氧化铝涂层,可将运用温度从1320℃进步刭l

    650℃,喷涂氧化锆涂层。揉捏温度可达2370℃,模具的运用寿数可延伸5-10倍。

    超音速喷涂取得的喷涂层与基材之同结台强度高,故可用于中等冲击载荷效果下的模具外表改性及修正,且修正后模具不需求或少数机加工就能够运用。该技能已被一汽成功用于拉延模重要作业面的外表改性.模具运用寿数明显进步。广州有色金属研讨院选用超音速喷涂硬质台金工艺.使Crl2不锈锕控延模修模频率从500件/次进步到7000件腴,寿数进步3~8倍。

    3结束语

    运用热喷涂疾速制作模具技能和模具外表的强化和修正技能,能够节约很多的时刻和本钱,满意了现代工业对模具制作业的需求。已成为模具工业的开展方向之一,具有宽广地运用远景。当前热喷涂疾速制作模具技能巳在我国得到较广泛运用,但依据热喷涂的模具外表的强化和修正技能在模具制作中的运用还相对较少。跟着技能的开展,热喷涂技能在模具制作范畴将会得到更为宽广的运用,推进我国工业制作范畴的开展。

责任编辑:侯俊梅

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