淺析材料成型與控制工程模具制造技術

張天翼 周龍

摘要：在現代化的制造行業的發展過程中，模具的作用非常關鍵，可以說其就是實現標準化生產的基礎。它可以直接確定產品形狀，讓其自身結構和外觀保證標準，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。

現代制造業和各學科之間 的聯系較為緊密，材料成型以及控制工程就是多學科相互交 織后產生的先進制造工藝，這兩種制造工藝的核心主要對于材料結構的改變、材料性能的優化以及對于材料表面結構的改 變。在現在產品制造領域中，以這兩項技術為核心，再結合其他 輔助技術，最終形成了現代的熱加工成型技術，使得現代生產 制造領域中的材料加工、產品設計產品生產以及產品升級均得 到了長遠發展，推動了現代制造行業的發展。現代生產制造產 業當中的材料成型以及控制工程類型模具制造工藝，將現代生產制造領域帶入到了微觀世界，提升了對于材料加工方面的微觀處理質量，同時也深入的研究了材料在宏觀熱變化影響下材料實際性能以及材料表面結構當中發生的變化，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化，讓設備性能有所加強，而在這些研究成果的基礎上形成更高效的模具設計方法、材料熱處理工藝、模具材料加 工方法等先進工藝。

2.模具表面技術的應用

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，金屬機器設備及其零部件都需要承受來自外界的各種負荷壓力，這對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可應用于表面制造需要具有 優良結構性能的涂層，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 零部件的表面進行隔熱涂層的設計能夠有效減少熱量 損耗，提升燃料利用率。先進的表面涂層技術能夠使 污染較大的技術得到改善，還能夠改善材料成型加工 的環境質量。隨著社會的發展，我國的模具制造技術也逐漸得到優化升級。在此期間，不同種類的模具應運而生，讓模具制造行業呈現出一片百花 齊放的發展態勢。隨著工業用品應用范圍的增加，我國各行各業在增 加了產品生產種類，這也增加了模具的需求量。在模具制造工業中，應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，兩種模具各有優勢，塑料模具的應用效果會在一定程度上勝過金屬模具。調查數據表明，目前的模具市場相對穩定，在對模具信息進行處理時，需要改變模具的應用情況，這樣保證模具市場占有率的同時，也可以 改善模具市場的市場情況。在最近幾年塑料模具的發展趨勢迅猛，它 的市場占有率也逐步提升，這樣模具行業發生了很大的變化，隨著模 具制造行業的發展，模具制造技術的創新優化可成為了模具行業的必 要發展因素。復合材料成型模具的設計 成型方式不同，復合材料部件的成型模具也不同，根 據部件成型特點，在開發成型模具時，有以下要求：①模具 應表面光滑、平整、密實、無裂縫、無針眼，滿足產品設計的 精度，保證制作出的產品精度在允許誤差范圍內;②模具 應有足夠剛度和強度，以免在部件成型過程中模具發生變 形;③模具材料熱膨脹系數應盡量小，以免部件成形后尺寸產生變化;④對于復雜的制件，應將模具設計成拼裝組合模，保證脫模方便;⑤滿足制件精度要求的基礎上，盡量 降低成本。在模具生產過程中，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 拉伸處理等環節，從而更好地的保證模具制造質量。在模 具生產過程中，制造水平主要體現在工藝技術質量和生產 效益兩方面，當前很多模具制造業都改變了傳統觀念，為 了在市場競爭中占據優勢，會盡可能地縮短生產時間，利 用自動化技術，提高制造業工作標準。

3.塑料模具表面處理技術

塑料模具的表面處理按照其工藝特點可以分為表面熱處理、電鍍 及化學鍍、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熱處理兩類。表面淬火是通過對模具表面進行淬火等熱處理，目的是通過模具表面的溫度發生較大變化，改變其組織性能。熱處理過程中，模具表面忽冷忽熱，使 表層發生硬化，內部保持其韌性，使得模具變形小且性能增強。化學熱 處理一般包括滲碳、滲氮、滲硫、滲硼等，化學熱處理能有效提高模具 表面的耐磨性和強度，其中，滲碳、滲氮、碳氮共滲是最常應用的幾種 塑料模具表面化學熱處理的方法。

3.2 電鍍和化學鍍

塑料模具表面電鍍包括金屬電鍍及復合電鍍兩類。對模具表面進 行電鍍處理溫度低，塑料模具易加工是電鍍的顯著優點，常用的電鍍 有鍍鉻、鍍鎳等。復合電鍍是指電鍍過程中，金屬與電鍍液中的固體微 粒同時沉積從而形成鍍層，固體微粒可以按照性能需求選擇不同材 料，復合電鍍可以增強模具表面的耐磨性、耐蝕性及耐熱性。化學鍍的均鍍能力以及深鍍能力優于電鍍，化學鍍可以使模具表面鍍層厚度均勻，鍍層致密且空隙較小。化學鍍的另一優點是化學鍍設備簡單，操作簡便.

4.結束語

綜上所述，本文在材料成型與控制工程概念分析的基礎之上，對金屬材料成型與控制工程模具制造技術和非金屬材料成型與控制工程模具制造技術進行了研宄，并探討了其未來發展的方向，具有一定的參考價值和意義。

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作者簡介：

張天翼（1997—），男，四川省自貢市，本科，西華大學，機械工程學院，機械設計制造及其自動化專業

周龍（1998—），男，四川省宜賓市，本科，西華大學，機械工程學院，機械設計制造及其自動化專業

（作者單位：西華大學）