第4章 模具表面工程

D—塑料制件尺寸，mm; αt1—凸模的线(膨)胀系数，0C-1； αt2—ZnAl22的线(膨)胀系数，0C-1； t1—挤压温度，0C； t2—塑料注射温度,0C。 αt2可在0.003～0.006的范围内选取，αt1、αt3 可按照工艺凸模及塑料类别从有关手册查得。
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3.护套
应用： 精度高、深度大、 体积小的型腔。
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4．冷挤压的工艺准备
（1）冷挤压设备的选择 小型专用油压机 压力： F =рA
式中 F—挤压力，N A—形腔投影面积，mm2； P——单位为MPa，
（2）工艺凸模和模套设计 1）工艺凸模
足够的强度、硬度和耐磨性 T10、T12A 、CrWMn、 Cr12MoV 等
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①工作部分 L1段应与型腔设计尺寸一致，
其精度比型腔精度高一级， Ra0.4-0.08。长度取型腔深度的 1.1-1.3倍。端部圆角半径r不应 小于0.2mm。脱模斜度1∶50 。来自②导向部分 一般取D=1.5d；
③过渡部分 采用较大半径的圆弧平滑过
渡，一般R≥5mm。
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2）模套
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（3）模坯准备
防护套的内部尺寸由型腔的 外部形状尺寸决定，可比坯料尺 寸大0.1～0.2mm，内壁粗糙度 Ra=0.63µm，并加工成1：50的锥 度，以保证易于脱模，防护套可 采用普通结构钢制造，壁厚不小 于25mm。护套高度应略高于模坯 高度。护套的热处理硬度为 42HRC以上。
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4.挤压设备及挤压力的计算 超塑性加工可以在液压机上进行。挤压力与挤 压速度、型腔复杂程度等因素有关。 5.润滑 减小摩擦阻力，降低单位挤压力，同时可以防 止金属粘附，易于脱模，以获得理想的型腔尺寸 和表面粗糙度。

第四章外表淬火和变形强化1外表淬火技术的道理和特点2感应加热外表淬火3火焰加热外表淬火4激光加热外表淬火4-1. 外表淬火技术的道理将钢外表快速加热到Ac3〔亚共析钢〕或Ac1 〔过共析钢〕以上，然后使之迅速冷却并转变为马氏体。

将钢整体加热到Ac3〔亚共析钢〕或Ac1 〔过共析钢〕以上，然后使其外表迅速冷却并转变为马氏体。

2. 外表淬火对材料的要求但凡能进行整体淬火强化的材料都可以进行外表淬火。

低碳钢或低合金钢需进行外表渗碳或合金化〔齿轮渗碳〕。

外表硬度要求越高，要求钢碳含量和合金含量越高；外表硬化层越深，要求钢淬透性越好。

在必然加热速度范围内，V加热↑，T临界↑V加热↑，奥氏体成分的不均匀性↑a. C 成分不均匀,从相图上看与F,K 相邻的浓度相差很大,C 来不及扩散。

b. 合金元素不均匀预先热处置〔调质、正火、球化退火〕——外表淬火V加热↑，奥氏体晶粒细化显著a.过热度大,相变趋动力增大,晶粒形成位置增多,A在F 和K相界上形成，A在F 亚晶界上形成。

b.加热时间短,如果加热速度10 7 度/S,形成时间10-5S,在如此短时间内奥氏体晶粒来不及长大。

V冷却↑，外表硬度高4. 外表淬火技术的特点出产效率高，能耗小。

加热快，冷却快：组织细，硬度高；组织均匀性差〔渗碳体来不及溶解和扩散〕。

外表组织细，硬度高，中部硬度低，韧性好。

4.2 感应加热外表淬火技术1感应加热淬火道理将工件紧靠在有足够功率输出的感应圈附近,感应圈通电，在高频(中频)交流磁场的作用下〔如果工件与线圈的间隙非常小〕由于集肤效应,在工件外表发生很大的涡流，大小与线圈电流相等，标的目的相反。

涡流发生热量，将工件外表加热迅速加热到淬火温度，并用冷却介质快速冷却，达到对工件外表淬火的目的。

2感应加热淬火技术特点效率高；变形小；深度可控；需要制作特定的线圈；电源功率大；“尖角〞效应3感应加热淬火技术应用高频淬火：轴类零件，磨损量小，但精度要求高的零件中频淬火：齿轮、活塞环槽，有明显磨损量，精度要求较高的零件工频或双频：轧辊，磨损量大外表淬火在粗加工或半精加工后进行，最后只留磨量。

• 渗碳时间的选择：
• 哈里斯公式： • 深层厚度δ=802.6×(√‫/0273× )01/ז‬T • ‫：ז‬保温时间
2.钢的渗氮 ( Nitridation of steel )
1)定义:向钢的表面渗入氮原子的过程。 2)目的:获得具有表硬里韧及抗蚀性能的零件。硬度 可达69HRC以上. 渗氮比渗碳能获得更高的表面硬度耐磨性、抗疲 劳性、热硬性和耐蚀性能。此外工件变形小。
第4章 表面工程
• 4.1 表面工程概述
• 表面工程： 表面工程就是通过某种工艺手段，赋 予表面不同于材料基体的组织结构、化学组成， 因而具有不同于基体材料的性能。 • 表面工程始于20世纪80年代 。
• 表面工程既可对材料表面改性，制备多功能的涂 、镀、渗、覆层，成倍地延长机件的寿命；又可 对产品进行装饰；还可对废旧机件进行修复。
多，耐磨性较低，变形较大。
• 一次淬火：渗碳件出炉缓冷后重新加热淬火，淬
火温度为略高于Ac3（心部要求较高的零件）和
Ac1以上30-~50℃（表层性能要求较高，但受力 不大） • 二次淬火：渗碳件出炉缓冷后重新加热淬火，第 一次淬火为了改善心部组织和消除表层网状渗碳 体，淬火加热温度为Ac3以上30~50℃，第二次 淬火为了为了细化表层组织，淬火加热温度为
三) 化学热处理进行的条件:
1. 渗入元素的原子必须是活性原子, 而
且具有较大的扩散能力。
2. 零件本身具有吸收渗入原子的能力,
即对渗入原子有一定的溶解度或能 与之化合, 形成化合物。
四）影响热扩渗速度的因素
• • • • • • • 反应物浓度 温度 催化剂 X=k’(Dt)1/2 说明深层厚度与时间的平方成正比 D=D0exp(-Q/RT) 说明升高温度比延长时间更有效。

第一章模具制造工艺规程基础知识习题一、填空题1、生产过程中为改变生产对象的、、位置和等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

2、注射模的结构零件按其外形分为、和。

3、生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类称为生产类型，包括、、三种类型。

4、在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。

可分为、、和。

5、在加工时，为了保证工件相对于和之间的正确位置（即将工件定位）所使用的基准称为定位基准。

6、时间定额包括：、、、、。

二、判断题1、确定加工余量时，采用类比法估计确定加工余量的大小的经验估计法。

多用于单件小批生产。

（）2、工步是在加工表面不变，加工工具可变的情况下，所完成的那一部分工序。

（）3、零件结构的工艺性好是指零件的结构形状在满足使用要求的前提下，按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工出来。

（）4、机械加工工艺过程卡片用于大批、大量生产中的加工零件，中批生产以及单件小批生产中的某些复杂零件。

（）5、在加工过程中直接保证的尺寸等称为封闭环。

（）6、量具的选择主要是根据被检零件的形状和尺寸精度来决定。

（）7、模具生产属于单件小批生产，适合采用分散装配。

（）8、工位是组成工艺过程的基本单元。

（）9、机械加工工艺过程卡片用于大批、大量生产中的加工零件，中批生产以及单件小批生产中的某些复杂零件。

（）10、机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面做定位基准，这种定位基准称为粗基准；粗基准一般只能使用一次。

（）11、确定加工余量时，以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量的大小的查表修正法。

应用较广。

（）12、机械加工中刀具的选择取决于所确定的加工方法、工件材料、与所要求的加工精度、生产率和经济性、机床类型等无关。

（）13、确定加工余量时，以一定的经验资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定加工余量的大小的分析计算法。