El tratamiento térmico del molde es un proceso importante para garantizar el rendimiento del molde. Tiene un impacto directo en el rendimiento posterior del molde.
Precisión de fabricación del molde: la transformación estructural desigual e incompleta y la tensión residual excesiva causada por el tratamiento térmico hacen que el molde tratado térmicamente se deforme durante el procesamiento, el montaje y el uso, reduciendo así la precisión del molde, o incluso. desguazado.
Resistencia del molde: debido a un proceso de tratamiento térmico inadecuado, una operación de tratamiento térmico irregular o un equipo de tratamiento térmico imperfecto, la resistencia (dureza) del molde tratado no puede cumplir con los requisitos de diseño.
Vida útil del molde: la estructura irrazonable y el tamaño de grano excesivo causado por el tratamiento térmico provocan una disminución en la tenacidad del molde, el rendimiento de fatiga en frío y en caliente, la resistencia al desgaste y otras propiedades importantes, lo que afecta la vida útil del molde.
Coste de fabricación del molde: Como eslabón intermedio o proceso final en el proceso de fabricación del molde, problemas como grietas, deformaciones excesivas y rendimiento excesivo provocado por el tratamiento térmico provocarán en la mayoría de los casos el desguace del molde. incluso si aún se puede utilizar después de la reparación, su uso también aumentará las horas de trabajo, ampliará el tiempo de entrega y aumentará los costos de fabricación del molde.
Es la estrecha relación entre la tecnología de tratamiento térmico y la calidad del molde lo que hace que estas dos tecnologías se impulsen mutuamente y mejoren juntas en el proceso de modernización. Desde la década de 1980, el rápido desarrollo de la tecnología internacional de tratamiento térmico de moldes es la tecnología de tratamiento térmico al vacío, la tecnología de fortalecimiento de la superficie del molde y la tecnología de preendurecimiento del material del molde.
Tecnología de tratamiento térmico al vacío de moldes
La tecnología de tratamiento térmico al vacío es un nuevo tipo de tecnología de tratamiento térmico desarrollado en los últimos años. Sus propiedades se necesitan con urgencia en la fabricación de moldes, como prevenir la descarburación oxidativa mediante calentamiento, desgasificación o desgasificación al vacío y eliminar la fragilización por hidrógeno, mejorando así la plasticidad, tenacidad y resistencia a la fatiga de los materiales (piezas). Factores como el lento calentamiento al vacío y la pequeña diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de las piezas determinan que la deformación de las piezas causada por el proceso de tratamiento térmico al vacío sea pequeña.
Según los diferentes medios de enfriamiento utilizados, el enfriamiento al vacío se puede dividir en enfriamiento con aceite al vacío, enfriamiento con enfriamiento por aire al vacío, enfriamiento con enfriamiento por agua al vacío y enfriamiento isotérmico con nitrato al vacío. El tratamiento térmico al vacío de moldes utiliza principalmente enfriamiento por aceite al vacío, enfriamiento por aire al vacío y templado al vacío. Para mantener las excelentes características del calentamiento al vacío de piezas de trabajo (como moldes), la selección y formulación de refrigerantes y procesos de enfriamiento son muy importantes. El proceso de enfriamiento del molde utiliza principalmente enfriamiento por aceite y aire.
Para las superficies del molde que no se mecanizarán después del tratamiento térmico, se debe utilizar el templado al vacío tanto como sea posible después del enfriamiento, especialmente las piezas de trabajo (moldes) templadas al vacío, lo que puede mejorar las propiedades mecánicas relacionadas con la calidad de la superficie. Como rendimiento ante la fatiga, brillo de la superficie, resistencia a la corrosión, etc.
El exitoso desarrollo y aplicación de la tecnología de simulación por computadora (incluida la simulación de microestructura y la tecnología de predicción del rendimiento) en el proceso de tratamiento térmico hace posible inteligenteizar el tratamiento térmico del molde. Debido a las características de la producción de moldes en lotes pequeños (o incluso en piezas individuales) y variedades múltiples, así como a los altos requisitos de rendimiento del tratamiento térmico y sin productos de desecho, se requiere un tratamiento térmico inteligente de los moldes. El tratamiento térmico inteligente del molde incluye: definir la estructura, el material y los requisitos de rendimiento del tratamiento térmico del molde; simulación por computadora del campo de temperatura y la distribución del campo de tensión durante el proceso de calentamiento del molde: simulación por computadora del campo de temperatura, proceso de cambio de fase y tensión distribución en campo durante el proceso de enfriamiento del molde; simulación de calentamiento del proceso de enfriamiento; formulación del proceso de enfriamiento; tecnología de control automático de equipos de tratamiento térmico. Los países industrializados extranjeros, como Estados Unidos y Japón, han llevado a cabo investigaciones y desarrollo tecnológicos en el enfriamiento con gas al vacío a alta presión, principalmente para moldes.
Tecnología de tratamiento de superficies de moldes
Además de requerir que la matriz tenga una resistencia y tenacidad suficientemente altas, las propiedades de la superficie del molde son cruciales para el rendimiento laboral y la vida útil del molde. . Estas propiedades superficiales se refieren a: resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, coeficiente de fricción, comportamiento a la fatiga, etc. Es muy limitado y antieconómico mejorar estas propiedades simplemente mejorando el material base. Sin embargo, mediante la tecnología de tratamiento de superficies, a menudo es posible obtener el doble de resultado con la mitad de esfuerzo. Esta es también la razón por la que la tecnología de tratamiento de superficies se está desarrollando rápidamente. .
La tecnología de tratamiento de superficies de moldes es una ingeniería sistemática que cambia la forma, la composición química, la estructura organizativa y el estado de tensión de la superficie del molde mediante el recubrimiento de la superficie, la modificación de la superficie o la tecnología de tratamiento compuesto para obtener las propiedades superficiales requeridas. Desde la perspectiva de los métodos de tratamiento de superficies, se pueden dividir en métodos químicos, métodos físicos, métodos fisicoquímicos y métodos mecánicos. Aunque constantemente surgen nuevas tecnologías de tratamiento destinadas a mejorar las propiedades de la superficie del molde, en la fabricación de moldes se utilizan principalmente la nitruración, la carburación y la deposición de películas endurecidas. Los procesos de nitruración incluyen nitruración gaseosa, nitruración iónica, nitruración líquida, etc. Bajo cada modo de nitruración, existen múltiples procesos de nitruración que pueden cumplir con los requisitos de diferentes materiales de acero y diferentes piezas de trabajo. Dado que la tecnología de nitruración puede formar una superficie con un rendimiento excelente y el proceso de nitruración coopera bien con el proceso de enfriamiento del acero del molde, la temperatura de nitruración es baja, no se requiere enfriamiento violento después de la nitruración y la deformación del molde es mínima, por lo que la tecnología de nitruración es Se utiliza para fortalecer la superficie del molde. El más antiguo y utilizado.
El propósito de la cementación del molde es principalmente mejorar la resistencia y tenacidad general del molde, es decir, la superficie de trabajo del molde tiene mayor resistencia y resistencia al desgaste. La idea técnica introducida es reemplazar materiales de mayor calidad por materiales de menor calidad, es decir, carburación y enfriamiento, reduciendo así los costos de fabricación.
En la actualidad, CVD y PVD son tecnologías maduras de deposición de películas endurecidas. Para aumentar la fuerza de unión en la superficie de piezas de trabajo de película delgada, se han desarrollado muchas tecnologías CVD y PVD mejoradas. La tecnología de deposición de película endurecida se aplicó por primera vez a herramientas (herramientas, herramientas de corte, herramientas de medición, etc.) con excelentes resultados. Muchas herramientas ya utilizan capas duras revestidas como proceso estándar. La tecnología de película endurecida por recubrimiento se ha utilizado en moldes desde la década de 1980. En las condiciones técnicas actuales, el costo de la tecnología de deposición de película endurecida (principalmente equipos) es relativamente alto y todavía solo se utiliza en algunos moldes de precisión y larga duración. Si se establece un centro de tratamiento térmico, el coste de recubrir la película endurecida se reducirá considerablemente. Si más moldes adoptan esta tecnología, se podrá mejorar el nivel general de fabricación de moldes en nuestro país.
Tecnología de preendurecimiento de materiales de moldes
El tratamiento térmico durante el proceso de fabricación de moldes es un proceso a largo plazo utilizado por la mayoría de los moldes. Desde la década de 1970, la idea del preendurecimiento se ha propuesto a nivel internacional. Sin embargo, debido a las limitaciones de rigidez de las máquinas herramienta de procesamiento y las herramientas de corte, la dureza del preendurecimiento no puede alcanzar la dureza del molde, por lo que la inversión en I+D en tecnología de preendurecimiento no es grande. Con la mejora del rendimiento de las máquinas herramienta de procesamiento y las herramientas de corte, se ha acelerado el desarrollo de la tecnología de preendurecimiento de materiales de moldes. En la década de 1980, la proporción de módulos preendurecidos utilizados en materiales plásticos para moldes en los países desarrollados había alcanzado el 30% (actualmente más del 60%). A mediados y finales de la década de 1990, mi país comenzó a adoptar módulos preendurecidos (principalmente productos importados).
La tecnología de preendurecimiento de materiales de moldes es desarrollada e implementada principalmente por fabricantes de materiales de moldes. Ajustando la composición química del acero y equipándolo con el correspondiente equipo de tratamiento térmico, se pueden producir en grandes cantidades módulos preendurecidos con calidad estable. La tecnología de preendurecimiento de materiales de moldes de mi país comenzó tarde y es de pequeña escala, lo que no puede cumplir con los requisitos nacionales actuales de fabricación de moldes.
El uso de materiales de molde preendurecidos puede simplificar el proceso de fabricación del molde y acortar el ciclo de fabricación del molde.