前言
模具是现代化工业大规模生产的重要工艺装备,是批量生产工业产品的有效工具,它在很大程度上决定着产品的质量和效益。因此,模具设计与制造技术水平的高低已成为衡量一个国家装备制造业水平高低的重要标志。
20世纪80年代以来,我国模具工业得到了迅速发展,尤其是在汽车工业、家电工业、建筑工业(塑钢窗、门等)和机电工业等领域,近年来都是以每年15%左右的增长速度快速发展。2012年,我国模具销售额已达1240亿元,模具产量已跃居世界前列。但从总体上看,我国还只是模具生产大国而不是强国,模具的生产水平与发达国家之间还有10~15年的差距,目前产品仍以中低档模具为主,中高档模具的自配率只占60%左右,而很多高精密及复杂的模具仍依赖进口。
在模具制造过程中,要使模具获得高的耐磨性、热硬性、强度、韧性和较长的使用寿命,热处理是关键因素之一。因此,在对模具进行热处理时,要根据模具材料及其结构和技术要求等制订合适的热处理工艺并严格遵照执行,以满足组织、力学性能及热处理变形等方面的要求。然而在模具热处理生产过程中,由于诸多因素的影响,常常会出现不同形式的热处理缺陷,其中包括被处理件达不到所要求的性能或状态等质量方面的缺陷,以及变形、裂纹和氧化脱碳等显现在外观上的缺陷。在模具使用过程中,还会出现各种不同形式的失效,主要有模具变形、表面损伤及断裂等。变形及开裂是模具热处理中最容易发生的缺陷,特别是尺寸精密、形状复杂的模具更是如此。由于许多模具(包括模具零件)的热处理是安排在整个模具加工过程的后期,甚至是最后工序,因此其一旦变形超差或开裂,就会导致前功尽弃。据有关方面的调查统计,在模具失效的诸多因素中,由于模具用材和热处理不当而引起的失效约占70%。另外,由于模具的加工周期长,加工费用高(精密复杂模具或大型模具的制造加工费高达数十万元甚至数百万元),如果出现废品,则会造成巨大的经济损失。
为了减少热处理缺陷造成的损失,首先要在热处理生产过程中认真执行相关的热处理技术标准,结合当前热处理新技术、新工艺、新设备及新材料等,在工艺设计、选材、材料分析与加工、热处理规范的制订与实施、加热与冷却方式、淬火冷却介质的选用、组织与性能的控制、热处理设备的可靠性,以及热处理质量检验等方面予以重视,并对热处理生产过程实施全面质量管理,以提高模具热处理质量,延长其使用寿命,减少废品,降低成本;其次,要对缺陷产生的原因进行分析,并采取相应措施来防止缺陷的发生。
本书对使用中失效模具的服役条件和受力情况、缺陷形貌特征、检验分析、缺陷原因、工艺改进及防止措施等进行了较为详细的论述,并通过大量典型的实例介绍了提高模具性能与使用寿命的先进热处理工艺方法。
在本书编写过程中,作者参阅并引用了一些热处理方面的专著及论文,在此谨向这些作者表示衷心的感谢!
由于作者水平有限,书中难免会出现一些错误和不足之处,恳请广大专家和读者批评指正。
金荣植