模具和精密模具模具行业的支撑材料和标准件结构的现状,特别是第八个五年计划以来,先后组织了许多相关的材料研究机构、高校和钢铁企业,对模具专用系列钢、模具专用硬质合金等特殊工具及辅助材料进行了研究与开发等。并且已经普及了。但由于材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种又小又大在模具和特殊模具所需的钢和规格方面仍有差距。在钢材供应方面,未能有效解决用户零星消费与钢厂批量生产供需矛盾。此外,近年来,国外模具钢相继在我国建立了销售网点,但由于受渠道不畅、技术服务支持薄弱、价格高、结汇制度等因素的影响,目前模具设计模具钢的推广应用并不多。
典型的精密模具铸造模具用钢3Cr2W8V钢用作铝合金和镁合金挤压型腔零件,一般是采用调质处理,再经表面氮化工艺。也可对其采用分级淬火工艺,来获得变形量小、又均质高硬度的型腔零件。采用分级淬火工艺可使热处理变形明显减少,无需再进行精加工即可直接使用。也可以在分级淬火后,经表面化学热处理后再使用。此种处理的模具设计模具零件可以获得较高的使用寿命。3Cr2W8V钢用作铜合金和黑色金属挤压型腔零件,一般要选取含碳量低的(≤0.35%C)炉号,采用淬火加高温回火热处理工艺。淬火温度最好选取1 100~1 150 C ,硬度控制在38~42 HRC之间,此种模具的型腔表面不采用氮化等表面处理。
精密模具模具工业现状由于历史原因形成的封闭式、“大而全”、“小而全”的企业特征,我国.大多数企业都有模具车间,处于我厂的配套地位。模具产业化和生产专业化的概念产生于20世纪70年代末。模具工业的主要加工设备分布在各部门主要产品工厂的工业模具车间,生产出的模具基本上是自生产的。据粗略估算,产品厂的模具设计模具加工设备占全国模具加工设备的75%。设备水平好,技术力量强,生产潜力大。但是,它们主要服务于工厂的产品,与市场接触较少,经营机制不灵活,不能发挥人力物力的潜力。"模具专业工厂"仅有两百左右,商品模只占总的20%左右,模具标准件的商品率小于20%。由于受旧管理体制的深刻影响,缺乏统筹规划和组织协调,存在“中到全”、“小到全”、生产效率低、经济效益差的结构性缺陷。
传统的三维精密模具模具结构设计的模具设计、分析与制造已不适应现代生产与集成技术请。采用三维数字模型设计、分析、制造三维无纸模具,采用新一代模具软件进行三维可视化模具设计,所采用的三维数字模型可方便地用于生产结构的CAE分析、模具设计模具可制造性评价和数控加工、工艺仿真和信息管理与共享。比如Pro/Engineer、CATIA等软件具有参数化、基于特征、完全相关等特点,使得并行模具工程成为可能。
精密模具铸造模具的热处理铝,镁和锌等低熔点合金用挤压铸造模具的热处理一般选用热模工具钢作为模具材料,经调质处理后再进行氮化或氰化等表面处理。采用4Cr5MoSiV1钢制作模具时,也可采用近年来发展起来的真空热处理技术。使用结果表明,4Cr5MoSiV1钢比较适用于铝、镁和锌等合金的挤压模具设计模具,并能获得比3Cr2W8V钢更高的使用寿命。铜合金用挤压铸造 模具的热处理,对常用的模具钢3Cr2W8V钢主要进行调质处理,对模具还要进行渗氮处理以避免粘焊,但是渗氮后脆性增加,故需再进行高温回火。黑色金属用挤压铸造模具的热处理一般采用渗金属及三元共渗工艺,以提高模具的抗热疲劳性能。