『壹』 模具表面處理技術
模具表面處理技術
模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程。它對模具的如下性能有著直接的影響。
模具的製造精度：組織轉變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應力過大造成模具在熱處理後的加工、裝配和模具使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報廢。
模具的強度：熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規范或熱處理設備狀態不完好，造成被處理模具強度(硬度)達不到設計要求。
模具的工作壽命：熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等，導致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，影響模具的工作壽命。
模具的製造成本：作為模具製造過程的中間環節或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多數情況下會使模具報廢，即使通過修補仍可繼續使用，也會增加工時，延長交貨期，提高模具的製造成本。
正是熱處理技術與模具質量有十分密切的關聯性，使得這二種技術在現代化的進程中，相互促進，共同提高。20世紀80年代以來，國際模具熱處理技術發展較快的領域是真空熱處理技術、模具的表面強化技術和模具材料的預硬化技術。
模具的真空熱處理技術
真空熱處理技術是近些年發展起來的一種新型的熱處理技術，它所具備的特點，正是模具製造中所迫切需要的，比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣，消除氫脆，從而提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件內外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。
按採用的冷卻介質不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火。模具真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要，模具淬火過程主要採用油冷和氣冷。
對於熱處理後不再進行機械加工的模具工作面，淬火後盡可能採用真空回火，特別是真空淬火的工件(模具)，它可以提高與表面質量相關的機械性能，如疲勞性能、表面光亮度、而腐蝕性等。
熱處理過程的計算機模擬技術(包括組織模擬和性能預測技術)的成功開發和應用，使得模具的智能化熱處理成為可能。由於模具生產的小批量(甚至是單件)、多品種的特性，以及對熱處理性能要求高和不允許出現廢品的特點，又使得模具的智能化熱處理成為必須。模具的智能化熱處理包括：明確模具的結構、用材、熱處理性能要求模具加熱過程溫度場、應力場分布的計算機模擬模具冷卻過程溫度場、相變過程和應力場分布的計算機模擬加熱和冷卻工藝過程的模擬淬火工藝的制定熱處理設備的自動化控制技術。國外工業發達國家，如美國、日本等，在真空高壓氣淬方面，已經開展了這方面的技術研發，主要針對目標也是模具。
模具在工作中除了要求基體具有足夠高的強度和韌性的合理配合外，其表面性能對模具的工作性能和使用壽命至關重要。這些表面性能指：耐磨損性能、耐腐蝕性能、摩擦系數、疲勞性能等。這些性能的改善，單純依賴基體材料的改進和提高是非常有限的，也是不經濟的，而通過表面處理技術，往往可以收到事半功倍的效果，這也正是表面處理技術得到迅速發展的原因。
模具的表面處理技術，是通過表面塗覆、表面改性或復合處理技術，改變模具表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態，以獲得所需表面性能的.系統工程。從表面處理的方式上，又可分為：化學方法、物理方法、物理化學方法和機械方法。雖然旨在提高模具表面性能新的處理技術不斷涌現，但在模具製造中應用較多的主要是滲氮、滲碳和硬化膜沉積。
滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方式，每一種滲氮方式中，都有若干種滲氮技術，可以適應不同鋼種不同工件的要求。由於滲氮技術可形成優良性能的表面，並且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協調性，同時滲氮溫度低，滲氮後不需激烈冷卻，模具的變形極小，因此模具的表面強化是採用滲氮技術較早，也是應用最廣泛的。
模具滲碳的目的，主要是為了提高模具的整體強韌性，即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性，由此引入的技術思路是，用較低級的材料，即通過滲碳淬火來代替較高級別的材料，從而降低製造成本。
硬化膜沉積技術目前較成熟的是CVD、PVD。為了增加膜層工件表面的結合強度，現在發展了多種增強型CVD、PVD技術。硬化膜沉積技術最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用，效果極佳，多種刀具已將塗覆硬化膜作為標准工藝。模具自上個世紀80年代開始採用塗覆硬化膜技術。目前的技術條件下，硬化膜沉積技術(主要是設備)的成本較高，仍然只在一些精密、長壽命模具上應用，如果採用建立熱處理中心的方式，則塗覆硬化膜的成本會大大降低，更多的模具如果採用這一技術，可以整體提高我國的模具製造水平。
模具材料的預硬化技術
模具在製造過程中進行熱處理是絕大多數模具長時間沿用的一種工藝，自上個世紀70年代開始，國際上就提出預硬化的想法，但由於加工機床剛度和切削刀具的制約，預硬化的硬度無法達到模具的使用硬度，所以預硬化技術的研發投入不大。隨著加工機床和切削刀具性能的提高，模具材料的預硬化技術開發速度加快，到上個世紀80年代，國際上工業發達國家在塑料模用材上使用預硬化模塊的比例已達到30%(目前在60%以上)。我國在上世紀90年代中後期開始採用預硬化模塊(主要用國外進口產品)。
模具材料的預硬化技術主要在模具材料生產廠家開發和實施。通過調整鋼的化學成分和配備相應的熱處理設備，可以大批量生產質量穩定的預硬化模塊。我國在模具材料的預硬化技術方面，起步晚，規模小，目前還不能滿足國內模具製造的要求。
採用預硬化模具材料，可以簡化模具製造工藝，縮短模具的製造周期，提高模具的製造精度。可以預見，隨著加工技術的進步，預硬化模具材料會用於更多的模具類型。 模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程。它對模具的如下性能有著直接的影響。
模具的製造精度：組織轉變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應力過大造成模具在熱處理後的加工、裝配和模具使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報廢。
模具的強度：熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規范或熱處理設備狀態不完好，造成被處理模具強度(硬度)達不到設計要求。
模具的工作壽命：熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等，導致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，影響模具的工作壽命。
模具的製造成本：作為模具製造過程的中間環節或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多數情況下會使模具報廢，即使通過修補仍可繼續使用，也會增加工時，延長交貨期，提高模具的製造成本。
正是熱處理技術與模具質量有十分密切的關聯性，使得這二種技術在現代化的進程中，相互促進，共同提高。20世紀80年代以來，國際模具熱處理技術發展較快的領域是真空熱處理技術、模具的表面強化技術和模具材料的預硬化技術。
;『貳』 什麼是模具
1943年，蘇聯學者拉扎連科夫婦研究發明電火花加工，之後隨著脈沖電源和控制系統的改進，而迅速發展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容迴路。50年代初，改進為電阻-電感-電容等迴路。同時，還採用脈沖發電機之類的所謂長脈沖電源，使蝕除效率提高，工具電極相對損耗降低。 隨後又出現了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源，使在同樣表面粗糙度條件下的生產率得以提高。60年代中期，出現了晶體管和可控硅脈沖電源，提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗，並擴大了粗精加工的可調范圍。 到70年代，出現了高低壓復合脈沖、多迴路脈沖、等幅脈沖和可調波形脈沖等電源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統方面，從最初簡單地保持放電間隙，控制工具電極的進退，逐步發展到利用微型計算機，對電參數和非電參數等各種因素進行適時控制。 進行電火花加工時，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，並浸入工作液中，或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給，當兩電極間的間隙達到一定距離時，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電。 在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能，溫度可高達一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，並爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復絕緣狀態。 緊接著，下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，產生火花放電，重復上述過程。這樣，雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產率。 在保持工具電極與工件之間恆定放電間隙的條件下，一邊蝕除工件金屬，一邊使工具電極不斷地向工件進給，最後便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動方式，就能加工出各種復雜的型面。 工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小於工件金屬的蝕除量，甚至接近於無損耗。 工作液作為放電介質，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩定的介質，如煤油、去離子水和乳化液等。 按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特徵，可將電火花加工方式分為五類：利用成型工具電極，相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工；利用軸向移動的金屬絲作工具電極，工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動，以切割導電材料的電火花線切割加工；利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極，進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削；用於加工螺紋環規、螺紋塞規、齒輪等的電火花共軛回轉加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面強化等其他種類的加工。 電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復雜形狀工件；加工時無切削力；不產生毛刺和刀痕溝紋等缺陷；工具電極材料無須比工件材料硬；直接使用電能加工，便於實現自動化；加工後表面產生變質層，在某些應用中須進一步去除；工作液的凈化和加工中產生的煙霧污染處理比較麻煩。 電火花加工的主要用於加工具有復雜形狀的型孔和型腔的模具和零件；加工各種硬、脆材料，如硬質合金和淬火鋼等；加工深細孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等；加工各種成形刀具、樣板和螺紋環規等工具和量具。 按國家職業定義，模具設計是：從事企業模具的數字化設計，包括型腔模與冷沖模，在傳統模具設計的基礎上，充分應用數字化設計工具，提高模具設計質量，縮短模具設計周期的人員。 從事模具設計的主要工作包括： （1） 數字化制圖——將三維產品及模具模型轉換為常規加工中用的二維工程圖； （2） 模具的數字化設計——根據產品模型與設計意圖，建立相關的模具三維實體模型； （3） 模具的數字化分析模擬——根據產品成形工藝條件，進行模具零件的結構分析、熱分析、疲勞分析和模具的運動分析； （4） 產品成形過程模擬——注塑成形、沖壓成形； （5） 定製適合本公司模具設計標准件及標准設計過程； （6） 模具生產管理。 模具設計步驟 第一步工作：對所設計模具之產品進行可行性分析，以電腦機箱為例，首先將各組件產品圖紙利用設計軟體進行組立分析，即我們工作中所說的套圖，確保在模具設計之前各產品圖紙的正確性，另一方面可以熟悉各組件在整個機箱中的重要性，以確定重點尺寸，這樣在模具設計中很有好處的，具體的套圖方法這里就不做詳細的介紹了。 第二步工作：在產品分析之後所要進行的工作，對產品進行分析採用什麼樣的模具結構，並對產品進行排工序，確定各工序沖工內容，並利用設計軟體進行產品展開，在產品展開時一般從後續工程向前展開，例如一產品需要量五個工序，沖壓完成則在產品展開時從產品圖紙開始到四工程、三工程、二工程、一工程，並展開一個圖形後復制一份再進行前一工程的展開工作，即完成了五工程的產品展開工作，然後進行細致的工作，注意，這一步很重要，同時需特別細心，這一步完成的好的話，在繪制模具圖中將節省很多時間，對每一工程所沖壓的內容確定好後，包括在成型模中，產品材料厚度的內外線保留，以確定凸凹模尺寸時使用，對於產品展開的方法在這里不再說明，將在產品展開方法中具體介紹。 第三步工作：備料，依產品展開圖進行備料，在圖紙中確定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等，注意直接在產品展開圖中進行備料，這樣對畫模具圖是有很大好處的，我所見到有很多模具設計人員直接對產品展開圖進行手工計算來備料，這種方法效率太低，直接在圖紙上畫出模板規格尺寸，以組立圖的形式表述，一方面可以完成備料，另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作，因為在繪制各組件的工作中只需在備料圖紙中加入定位、銷釘、導柱、螺絲孔即可。 第四步工作：在備料完成後即可全面進入模具圖的繪制，在備料圖紙中再制一份出來，進行各組件的繪制，如加入螺絲孔，導柱孔，定位孔等孔位，並且在沖孔模中各種孔需線切割的穿絲孔，在成型模中，上下模的成型間隙，一定不能忘記，所以這些工作完成後一個產品的模具圖差不多已完成了80%，另外在繪制模具圖的過程中需注意：各工序，指製作，如鉗工劃線，線切割等到不同的加工工序都有完整製作好圖層，這樣對線切割及圖紙管理有很大的好處，如顏色的區分等，尺寸的標注也是一個非常重要的工作，同時也是一件最麻煩的工作，因為太浪費時間了。 第五步工作：在以上圖紙完成之後，其實還不能發行圖紙，還需對模具圖紙進行校對，將所有配件組立，對每一塊不同的模具板製作不同的圖層，並以同一基準如導柱孔等到進行模具組立分析，並將各工序產品展開圖套入組立圖中，確保各模板孔位一致以及折彎位置的上下模間隙配合是否正確。 模具製造技術迅速發展，已成為現代製造技術的重要組成部分。
『叄』 模具製造陶瓷是從什麼時代開始的，還是一直就有
現在出土的陶瓷用模具最早應該是唐宋時期，但出土的模具是印花模具，就像月餅模具，月餅模具的最早也可追朔至宋朝。像現在利用陶瓷模具製作成為一種專門的行業應該是在清乾隆時期，石膏模具的真正出現應該是在清末民初。原始陶器表面的繩紋，也可以算是利用模具方便快捷製作陶瓷的一種，利用模具最早比較成熟的應該是青銅器，最開始是石模，陶砂模，到失蠟法，可以做個參照，主要看你對模具這一概念的定義。