淺析材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

張?zhí)煲?周龍

摘要：在現(xiàn)代化的制造行業(yè)的發(fā)展過程中，模具的作用非常關(guān)鍵，可以說其就是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。它可以直接確定產(chǎn)品形狀，讓其自身結(jié)構(gòu)和外觀保證標(biāo)準(zhǔn)，然而如果所采用的工藝手法不一樣，則需要更換模具類型

關(guān)鍵詞：制造;模具;工藝手法

1.材料成型以及控制工程類型模具制造工藝分析

材料成型以及模具制造概述。

現(xiàn)代制造業(yè)和各學(xué)科之間 的聯(lián)系較為緊密，材料成型以及控制工程就是多學(xué)科相互交 織后產(chǎn)生的先進(jìn)制造工藝，這兩種制造工藝的核心主要對(duì)于材料結(jié)構(gòu)的改變、材料性能的優(yōu)化以及對(duì)于材料表面結(jié)構(gòu)的改 變。在現(xiàn)在產(chǎn)品制造領(lǐng)域中，以這兩項(xiàng)技術(shù)為核心，再結(jié)合其他 輔助技術(shù)，最終形成了現(xiàn)代的熱加工成型技術(shù)，使得現(xiàn)代生產(chǎn) 制造領(lǐng)域中的材料加工、產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品生產(chǎn)以及產(chǎn)品升級(jí)均得 到了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代制造行業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)代生產(chǎn)制造產(chǎn) 業(yè)當(dāng)中的材料成型以及控制工程類型模具制造工藝，將現(xiàn)代生產(chǎn)制造領(lǐng)域帶入到了微觀世界，提升了對(duì)于材料加工方面的微觀處理質(zhì)量，同時(shí)也深入的研究了材料在宏觀熱變化影響下材料實(shí)際性能以及材料表面結(jié)構(gòu)當(dāng)中發(fā)生的變化，解決了材料成 型加工方面存在的問題，使制造方面的具體制造工藝以及方法得到了優(yōu)化，讓設(shè)備性能有所加強(qiáng)，而在這些研究成果的基礎(chǔ)上形成更高效的模具設(shè)計(jì)方法、材料熱處理工藝、模具材料加 工方法等先進(jìn)工藝。

2.模具表面技術(shù)的應(yīng)用

2.1減緩金屬材料表面的損傷

在研究金屬材料表面的變化過程中，金屬機(jī)器設(shè)備及其零部件都需要承受來自外界的各種負(fù)荷壓力，這對(duì)金屬材料的表面造成了各種各樣且程度不一的表 面損傷。工程材料和零部件的表面在加工制造過程中 存在著一定的微觀性或是宏觀性的缺陷，這就使金屬 材料表面的缺陷問題成為了影響材料力學(xué)性能、耐腐 蝕性、耐磨性的主要因素。減緩、消除金屬材料表面的 受損情況，掩蓋表面存在的缺陷，能夠有效提升金屬材 料及其零部件在使用過程中的可靠性，從而延長(zhǎng)金屬 材料的使用壽命。

2.2提高能源利用效率

材料成型的表面技術(shù)可應(yīng)用于表面制造需要具有 優(yōu)良結(jié)構(gòu)性能的涂層，這樣可以提高模具的高熱性效 率和能源的利用效率。在模具的高溫加熱過程中，在 零部件的表面進(jìn)行隔熱涂層的設(shè)計(jì)能夠有效減少熱量 損耗，提升燃料利用率。先進(jìn)的表面涂層技術(shù)能夠使 污染較大的技術(shù)得到改善，還能夠改善材料成型加工 的環(huán)境質(zhì)量。隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的模具制造技術(shù)也逐漸得到優(yōu)化升級(jí)。在此期間，不同種類的模具應(yīng)運(yùn)而生，讓模具制造行業(yè)呈現(xiàn)出一片百花 齊放的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著工業(yè)用品應(yīng)用范圍的增加，我國(guó)各行各業(yè)在增 加了產(chǎn)品生產(chǎn)種類，這也增加了模具的需求量。在模具制造工業(yè)中，應(yīng)用范疇廣泛的模具通常分為兩種，分別是塑料模具和金屬模具。金 屬模式是傳統(tǒng)的模具種類，而塑料模具就是新型模具種類，兩種模具各有優(yōu)勢(shì)，塑料模具的應(yīng)用效果會(huì)在一定程度上勝過金屬模具。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，目前的模具市場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定，在對(duì)模具信息進(jìn)行處理時(shí)，需要改變模具的應(yīng)用情況，這樣保證模具市場(chǎng)占有率的同時(shí)，也可以 改善模具市場(chǎng)的市場(chǎng)情況。在最近幾年塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)迅猛，它 的市場(chǎng)占有率也逐步提升，這樣模具行業(yè)發(fā)生了很大的變化，隨著模 具制造行業(yè)的發(fā)展，模具制造技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化可成為了模具行業(yè)的必 要發(fā)展因素。復(fù)合材料成型模具的設(shè)計(jì) 成型方式不同，復(fù)合材料部件的成型模具也不同，根 據(jù)部件成型特點(diǎn)，在開發(fā)成型模具時(shí)，有以下要求：①模具 應(yīng)表面光滑、平整、密實(shí)、無裂縫、無針眼，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 精度，保證制作出的產(chǎn)品精度在允許誤差范圍內(nèi);②模具 應(yīng)有足夠剛度和強(qiáng)度，以免在部件成型過程中模具發(fā)生變 形;③模具材料熱膨脹系數(shù)應(yīng)盡量小，以免部件成形后尺寸產(chǎn)生變化;④對(duì)于復(fù)雜的制件，應(yīng)將模具設(shè)計(jì)成拼裝組合模，保證脫模方便;⑤滿足制件精度要求的基礎(chǔ)上，盡量 降低成本。在模具生產(chǎn)過程中，主要包括注塑、吹塑、擠出、壓 鑄和鍛壓成型等步驟，此外還包括冶煉處理、沖壓處理和 拉伸處理等環(huán)節(jié)，從而更好地的保證模具制造質(zhì)量。在模 具生產(chǎn)過程中，制造水平主要體現(xiàn)在工藝技術(shù)質(zhì)量和生產(chǎn) 效益兩方面，當(dāng)前很多模具制造業(yè)都改變了傳統(tǒng)觀念，為 了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，會(huì)盡可能地縮短生產(chǎn)時(shí)間，利 用自動(dòng)化技術(shù)，提高制造業(yè)工作標(biāo)準(zhǔn)。

3.塑料模具表面處理技術(shù)

塑料模具的表面處理按照其工藝特點(diǎn)可以分為表面熱處理、電鍍 及化學(xué)鍍、氣相沉積等。

3.1塑料模具表面熱處理

塑料模具表面熱處理包括表面淬火和化學(xué)熱處理兩類。表面淬火是通過對(duì)模具表面進(jìn)行淬火等熱處理，目的是通過模具表面的溫度發(fā)生較大變化，改變其組織性能。熱處理過程中，模具表面忽冷忽熱，使 表層發(fā)生硬化，內(nèi)部保持其韌性，使得模具變形小且性能增強(qiáng)。化學(xué)熱 處理一般包括滲碳、滲氮、滲硫、滲硼等，化學(xué)熱處理能有效提高模具 表面的耐磨性和強(qiáng)度，其中，滲碳、滲氮、碳氮共滲是最常應(yīng)用的幾種 塑料模具表面化學(xué)熱處理的方法。

3.2 電鍍和化學(xué)鍍

塑料模具表面電鍍包括金屬電鍍及復(fù)合電鍍兩類。對(duì)模具表面進(jìn) 行電鍍處理溫度低，塑料模具易加工是電鍍的顯著優(yōu)點(diǎn)，常用的電鍍 有鍍鉻、鍍鎳等。復(fù)合電鍍是指電鍍過程中，金屬與電鍍液中的固體微 粒同時(shí)沉積從而形成鍍層，固體微粒可以按照性能需求選擇不同材 料，復(fù)合電鍍可以增強(qiáng)模具表面的耐磨性、耐蝕性及耐熱性。化學(xué)鍍的均鍍能力以及深鍍能力優(yōu)于電鍍，化學(xué)鍍可以使模具表面鍍層厚度均勻，鍍層致密且空隙較小。化學(xué)鍍的另一優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)鍍?cè)O(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便.

4.結(jié)束語

綜上所述，本文在材料成型與控制工程概念分析的基礎(chǔ)之上，對(duì)金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)和非金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)進(jìn)行了研宄，并探討了其未來發(fā)展的方向，具有一定的參考價(jià)值和意義。

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[2] 張文華.材料成型與控制工程模具制造技術(shù)分析初探[J].黑龍江科技信息，2015，（15）.

作者簡(jiǎn)介：

張?zhí)煲恚?997—），男，四川省自貢市，本科，西華大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)

周龍（1998—），男，四川省宜賓市，本科，西華大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)

（作者單位：西華大學(xué)）