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关键词:机械制造;自动化技术;发展趋势
前言
经济的发展带动着社会不断进步,社会的发展也推动者机械化广泛应用于各个领域和行业。科学技术转化为生产力已经成为机械制造业未来发展的必然趋势。对机械制造自动化技术特点进行研究能够有效提升机械制造自动化的推进,实现其对社会的优势,加大对社会的贡献,也是一个企业想要在市场竞争中获得生存与发展空间的最佳途径。机械制造行业必须要对其自动化技术进行深入分析,在此基础上对其未来发展趋势进行预测与评估,从而决定自身企业的走向与发展重点,不断提升产品的质量。
一、机械制造自动化技术特点
机械制造自动化技术是在之前的传统技术基础上发展而来的,但是,其与传统技术也不尽相同,具有比传统技术更具优势的特点,也具有自身的特色。其自动化技术的特点表现如下。
(一)具有综合化特点
机械制造自动化技术相比较传统技术,综合化特点更为显著。其不仅在提高产品的使用率方面得到了提升,同时在运用机械进行产品加工之前的调查、产品加工之后的服务方面得到了提升,其自动化已经贯穿于产品生产的全过程,达到调查、生产、供销、服务一体化的水平,为企业的发展提供了更为广阔的空间。
(二)具有系统化的特点
机械制造自动化建立在计算机信息网络的应用基础上而产生的,其将计算机技术、感应技术、自动化技术相融合,让各项技术均结合在一个系统中,从而通过系统的控制达到所需要完成的目标,其系统化的特点非常明显。机械制造自动化需要高科技信息技术为支撑点,同时结合传统生产制造技术,将两者在系统中进行优化,提高其在实践操作中的性能。
(三)具有一体化的特点
企业在面临市场激烈的竞争的情况下,想要获得更大的生存和发展优势,仅仅提高自身的生产效率只是一个方面,其同样要对自身的业务空间进行拓展,形成产、供、销、售后一体化的经营模式。机械制造自动化则可以对此问题进行有效解决,让企业所涉及的经营范围更加广泛。同时,机械制造自动化还能够对产品质量进行自我监督与控制,在系统应用的范围内进行综合管理,保证了企业时间成本的节约,产品质量的有效控制,资金成本的压缩三方面的有机结合。
二、机械制造自动化技术的发展趋势
企业要进行发展,对于新技术的应用必不可少,同样对于技术的未来发展方向需要进行准确掌控,从而决定自身企业的发展沿着市场的需求前进,保证企业的发展适应人们的需要。因此,对机械制造自动化技术的发展趋势进行有效评估就成为必须。只有对其发展趋势进行正确的分析,才能让企业获得更为有利的发展地位。
(一)智能化与自动化相融合
智能化与自动化已经成为很多行业的未来发展方向,对于机械自动化方面也同样如此,其也是机械自动化的未来发展趋势之一。目前,机械制造行业也在系统中不断融入更加智能的操作,更加方便快捷的运行方式,使其操作更加自动化,能够极大的节约人力成本的投入。比如,建立人机之间的互动模式,增加人机之间的对话操作,在系统可操作的基础上,建立人类思想指令操作模式,让机械能够依照人的意志进行设备运行。并且,机械自动化还建立了自检模式,在出现问题的时候,能够自动停止运行或者自动进入检修系统。随着科技学技术的进步,多核CPU、高频CPU以及RICS芯片也被应用到系统中,将智能化操作上升到一个更高的层次,让其为人类提供更好的服务。
(二)多媒体的综合运用
多媒体与机械制造自动化的结合也将会成为其未来发展的重要趋势。当前情况下,多媒体的应用已经越来越广泛,甚至成为很多企业发展的重要技术手段,将多媒体应用到机械制造自动化中,能够让人们更加形象、直观地看到机械操作的全过程,对于产品质量的控制能够起到很大的帮助作用。多媒体与机械制造的结合是将通信技术、计算机技术以及声像技术有机结合在一起,通过显示屏幕将技术操作的过程进行展示,并配以相应的声音、图像的内容信息,让整个产品制造过程更加具有可控性。多媒体与机械制造自动化的结合能够极大的节省人力成本的支出,给企业的发展创造更加低的成本条件,实现企业的效率最大化,这不仅是各个企业所希望看到的,同样也是各个企业所必然需要的,将会受到企业极大的欢迎。
(三)低碳节能发展趋势
随着国家所提倡的低碳节能概念的提出,各行各业都在寻找积极有效的方法促进低碳节能社会的实现。机械制造行业同样需要对低碳节能社会的发展贡献一份力量,促进我国自然环境的可持续发展,保证我国经济环境与自然环境的和谐共处。机械制造自动化强调运用更加低消耗的材料进行生产,强调在技术应用的基础上追求低损耗高产出,建立绿色的发展环境。同时,机械制造自动化对生产工艺也提出了新的要求,建立从产品生产、包装以及销售、服务等各个环节的绿色发展,建立一系列的绿色发展模式,为构建和谐的生态环境提供基础,进行创新研究。并且,机械制造自动化还对产品的回收利用寻找新出路,增加废旧产品回收力度,从最大程度上实现资源利用的最大化,实现资源的最优配置。
三、结语
经济的快速发展需要机械制造行业的推动,机械制造行业的推动需要自动化的应用,这是经济迅速发展的需求,也是进行机械制造行业改革的关键,更是企业得以生存发展的基础和技术要求。只有加大对机械制造自动化的研究力度,不断推进其精密化与自动化的发展进程,才能让其与世界先进技术接轨,才能让我国的机械制造产业做到高效,让我国的机械产品质量得到提升,保证我国处于世界先进水平的行列。
参考文献
[1]郭雄.机械制造自动化技术特点及发展前景展望[J].山东工业技术,2015,05:52.
[2]于世光,陈伟,臧传尚.机械自动化在机械制造中的应用探讨[J].科技创新与应用,2015,29:139.
一、先进制造技术的特点
1.面向工业应用的技术。先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
2.驾驭生产过程的系统工程。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
3.面向全球竞争的技术。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
二、先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进的制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛地采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
三、我国先进机械制造技术的发展趋势
1.全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
2.网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。
关键词:机械制造技术制造技术特点发展趋势
随着社会经济的快速发展,我国制造业发展显得尤为重要。制造业良好的发展能促进我国经济发展的速度,制造技术又是制造业发展的基础与根基,机械制造技术更是重中之重,现代制造技术有赖于相关产业的技术支持,在现代制造技术中,先进的制造技术的发展以计算机技术为基础,融合了能源类、信息技术类、电子产品类、材料类、现代管理技术等等相关技术成果。旨在快速提升机械制造技术的综合竞争力,达到优质的技术要求。在经济发展的关键时刻,我国又面临着薄弱的制造技术的困境,只有不断强大国家的先进制造技术,才能不与世界制造技术脱节,才能最小范围的缩小与其他国家的差距与不足,才能独立于市场竞争的改革大潮中。只有具备了较强的竞争力,才不会被淘汰。我们应当给予机械制造技术更多的重视,不断提高机械制造的竞争力、质量、工艺等等,才不会被激烈的市场竞争所淘汰。这就要求我们在这关键时期冷静的面对我国机械制造技术的现状及不足,就其深入探讨,找到源头所在,分析原因,分析特点,清晰的认识机械制造技术的发展方向,才能立于不败之地。
1 现阶段机械制造技术的发展现状
自改革开放后,我国的机械制造技术的发展已经达到了日新月异的水平,机械制造整个行业的水平及其产品总量都在迅速提升。但是,我国拥有独立产权的机械制造技术的产品的品牌却是少数。随着计算机技术的发展,以前,我国仅有部分企业采用计算机辅助,还有很多中小企业仍然采用经验管理体系。近年来,我国企业多采用计算机进行设计管理,但仍然与发达国家的机械制造技术方面有着巨大的差距,发达国家大部分都采用机械制造自动化系统,各种全新的自动制造系统大大提高了准确性及生产效率。这些管理反差大大削弱了我们的竞争力。我国制造工艺的落后也放缓了机械制造技术的发展,发达的国家大都采用精细、高精密、微细、激光、纳米等技术和前沿加工方法,但在我国的使用率不高,我国仍处于发展中。
我国加入世贸组织后,机械制造业的市场也已经全球化,将不在局限于自产自销,很多发达国家利用制造业拥有制造业先进的技术来争夺中国的市场,使资本扩张到其他国家,倾销机械制造业产品。在这样竞争激烈的市场情景中,我们必须不断更新制造技术来适应日新月异的技术竞争。要在机遇与挑战中脱颖而出,势必要具备高质量、高品质、高技术的制造业产品。从世界经济的走势来看,机械制造技术的发展速度已经很大程度上决定了一个国家经济发展的速度,也是衡量国家科技发展水平的重要标准。我们也可以这样说,没有创造、更新制造技术的国家是缺乏竞争力的国家。
近几年发达国家的尖端机械制造技术不断涌现,在这内忧外患的时期,我国的机械制造技术虽然发展迅速,但是却相对落后。由于我国制造技术的起步晚,技术更新换代较慢,尖端制造业人才流失等等原因,导致我国现有的制造业产品品种相对较少、技术含量不高、质量得不到保障、使用前期故障频发,这些现状使我们距离发达国家的机械制造技术的差距还很大,这些问题同样导致重大的技术设备只能依赖进口,内需达不到供应标准,让发达国家趁机倾销产品,占领市场。
2 现阶段我国机械制造技术特点
现阶段我国机械制造技术的特点取决于制造技术发展的起点与速度,它具有创新性、综合性、统一性、竞争性等等。在我国,先进的机械制造理念是制造技术的最前沿的发展阶段,前沿的制造技术与当代高新技术结合产生了适应社会需求的技术领域,它具有尖端的技术群,增强了竞争力。这种创新能力缩小了与发达国家的技术差距。
机械制造技术的发展不能仅仅局限于自身发展过程,它也要与产品工艺、生产制造、加工准备等生产环节相融合,从整体上提高制造业竞争力度,从整体中提高制造业的经济效益,从整体上提高制造业的综合增长实力。这些环节的有机结合也增长了社会效益,为社会的发展、促进国家经济增长起到了重要的推动作用。
机械制造技术的竞争核心是如何快速提高产品的生产率,伴随着经济全球化的产生与发展,机械制造业在80年代以后在市场竞争中的首要矛盾从增大劳动生产率变成时间与质量成本间的三者间的矛盾。如何使时间、质量、成本达到统一、结合,是机械制造技术发展的一个重要过程。
立足机械制造技术的基础,纵观整个业界的发展,我们要清晰的认识我国现阶段技术存在在特定,要放眼世界,取其精华去其糟粕,在竞争中快速成长起来。
3 现阶段我国机械制造技术发展趋势
互联网的发展推动了全球经济的快速发展,既加强了国与国之间的合作,也加强了国与国之间的竞争,这种合作与竞争激化了国际间的技术竞争,也成为全球化的机械制造技术的发展动力,作为全球化技术基础的网络,为机械制造技术的全球化做出了巨大的贡献。先进的机械制造技术就在这种合作与竞争中快速成长起来,不仅保留了原有制造技术的精华,也加大力度吸收国内外的高尖端技术成果,并快速应用到制造业产品当中去,使整个生产过程效率得到迅速提高。利用计算机技术,我们也可以在机械制造技术的发展中加入仿真模拟元素,通过仿真模拟软件来优化机械制造品的工艺、生产过程、计划管理、供应物流、周期成本等步骤的前期模拟,这样可以更好地保障产品的质量、工艺、设计等生产细节,削弱在生产过程中的误差,极大的提高了生产效率以及精准度。自动化技术的广泛应用也提高了制造过程的更加智能,这种人机一体化的系统在机械制造中的运用更加快速推动制造业的发展。被我们所熟知的纳米技术也广泛的应用于机械制造技术当中,纳米技术产生的精准度对于高新制造技术来说是一个巨大福音,也推动了制造业更精准的发展。这样的工艺和技术的有机结合,不仅缩短了工期,也缩减了成本,更对人类环境起到了保护作用,使人类环境保持了可持续的发展,更加推广了绿色制造工业的发展。
4 结语
现阶段我们放眼观看世界经济的发展趋势,一个国家机械制造技术的发展速度、质量、模式、尖端产品决定了这个国家经济发展的前景。科学的发展机械制造业是评判一个国家经济实力的重要标准,世界对于机械制造技术的发展要求越来越高,我们只有努力提高整体技术水平来迎合技术发展的需求,只有利用先进的技术和创新的精神相结合来发展制造技术,才能在激烈的全球市场竞争中踏实的迈出每一步,才能缩小与其他国家产生的技术差距,才能满足世界对机械制造技术的需求,能主动的掌握好现阶段我国机械制造技术的发展前景,才能使我国的机械制造能力与发达国家媲美,才能使国家的经济更加繁荣。
参考文献:
[1]马春晓.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).
[2]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化,2003(1).
[3]赵永东.浅论面向21世纪的现代制造技术模式.辽宁教育学报.2002,(8).
经济的发展带动着社会不断进步,社会的发展也推动者机械化广泛应用于各个领域和行业。科学技术转化为生产力已经成为机械制造业未来发展的必然趋势。对机械制造自动化技术特点进行研究能够有效提升机械制造自动化的推进,实现其对社会的优势,加大对社会的贡献,也是一个企业想要在市场竞争中获得生存与发展空间的最佳途径。机械制造行业必须要对其自动化技术进行深入分析,在此基础上对其未来发展趋势进行预测与评估,从而决定自身企业的走向与发展重点,不断提升产品的质量。
一、机械制造自动化技术特点
机械制造自动化技术是在之前的传统技术基础上发展而来的,但是,其与传统技术也不尽相同,具有比传统技术更具优势的特点,也具有自身的特色。其自动化技术的特点表现如下。
(一)具有综合化特点
机械制造自动化技术相比较传统技术,综合化特点更为显着。其不仅在提高产品的使用率方面得到了提升,同时在运用机械进行产品加工之前的调查、产品加工之后的服务方面得到了提升,其自动化已经贯穿于产品生产的全过程,达到调查、生产、供销、服务一体化的水平,为企业的发展提供了更为广阔的空间。
(二)具有系统化的特点
机械制造自动化建立在计算机信息网络的应用基础上而产生的,其将计算机技术、感应技术、自动化技术相融合,让各项技术均结合在一个系统中,从而通过系统的控制达到所需要完成的目标,其系统化的特点非常明显。机械制造自动化需要高科技信息技术为支撑点,同时结合传统生产制造技术,将两者在系统中进行优化,提高其在实践操作中的性能。
(三)具有一体化的特点
企业在面临市场激烈的竞争的情况下,想要获得更大的生存和发展优势,仅仅提高自身的生产效率只是一个方面,其同样要对自身的业务空间进行拓展,形成产、供、销、售后一体化的经营模式。机械制造自动化则可以对此问题进行有效解决,让企业所涉及的经营范围更加广泛。同时,机械制造自动化还能够对产品质量进行自我监督与控制,在系统应用的范围内进行综合管理,保证了企业时间成本的节约,产品质量的有效控制,资金成本的压缩三方面的有机结合。
二、机械制造自动化技术的发展趋势
企业要进行发展,对于新技术的应用必不可少,同样对于技术的未来发展方向需要进行准确掌控,从而决定自身企业的发展沿着市场的需求前进,保证企业的发展适应人们的需要。因此,对机械制造自动化技术的发展趋势进行有效评估就成为必须。只有对其发展趋势进行正确的分析,才能让企业获得更为有利的发展地位。
(一)智能化与自动化相融合
智能化与自动化已经成为很多行业的未来发展方向,对于机械自动化方面也同样如此,其也是机械自动化的未来发展趋势之一。目前,机械制造行业也在系统中不断融入更加智能的操作,更加方便快捷的运行方式,使其操作更加自动化,能够极大的节约人力成本的投入。比如,建立人机之间的互动模式,增加人机之间的对话操作,在系统可操作的基础上,建立人类思想指令操作模式,让机械能够依照人的意志进行设备运行。并且,机械自动化还建立了自检模式,在出现问题的时候,能够自动停止运行或者自动进入检修系统。随着科技学技术的进步,多核CPU、高频CPU以及RICS芯片也被应用到系统中,将智能化操作上升到一个更高的层次,让其为人类提供更好的服务。
(二)多媒体的综合运用
多媒体与机械制造自动化的结合也将会成为其未来发展的重要趋势。当前情况下,多媒体的应用已经越来越广泛,甚至成为很多企业发展的重要技术手段,将多媒体应用到机械制造自动化中,能够让人们更加形象、直观地看到机械操作的全过程,对于产品质量的控制能够起到很大的帮助作用。多媒体与机械制造的结合是将通信技术、计算机技术以及声像技术有机结合在一起,通过显示屏幕将技术操作的过程进行展示,并配以相应的声音、图像的内容信息,让整个产品制造过程更加具有可控性。多媒体与机械制造自动化的结合能够极大的节省人力成本的支出,给企业的发展创造更加低的成本条件,实现企业的效率最大化,这不仅是各个企业所希望看到的,同样也是各个企业所必然需要的,将会受到企业极大的欢迎。
(三)低碳节能发展趋势
随着国家所提倡的低碳节能概念的提出,各行各业都在寻找积极有效的方法促进低碳节能社会的实现。机械制造行业同样需要对低碳节能社会的发展贡献一份力量,促进我国自然环境的可持续发展,保证我国经济环境与自然环境的和谐共处。机械制造自动化强调运用更加低消耗的材料进行生产,强调在技术应用的基础上追求低损耗高产出,建立绿色的发展环境。同时,机械制造自动化对生产工艺也提出了新的要求,建立从产品生产、包装以及销售、服务等各个环节的绿色发展,建立一系列的绿色发展模式,为构建和谐的生态环境提供基础,进行创新研究。并且,机械制造自动化还对产品的回收利用寻找新出路,增加废旧产品回收力度,从最大程度上实现资源利用的最大化,实现资源的最优配置。
关键词:模具制造;表面处理技术;发展趋势;应用
1.前言
众所周知,模具是现代化生产中一项十分重要的工艺装备。随着经济的快速发展,汽车制造业、家电工业以及航空航天业也得到快速发展,模具工业在实际发展过程中面临较大的难题。因此,对于模具的研究也成了一个热门话题,在如何促进生产模具成本降低、怎样促进模具质量得到提高以及怎样促进使用模具周期得到延长等都是主要研究内容。其中,表面处理技术应运而生,成为延长模具寿命、提高模具性能的重要技术。模具表面处理技术主要是采取相应的措施将模具表面的成分、性能以及组织合理改变,从根本上促进模具各方面的性能得到提高。对于模具不会产生实质上的伤害,模具表面处理技术对于延长模具使用周期以及模具质量的提高有着非常重要的作用。文章主要从模具制造中表面处理技术的主要技术方法、表面处理技术的发展趋势两方面出发来探讨此问题。
2.分析模具制造中表面处理技术的相关要点
2.1物理表面处理法
2.1.1高频表面淬火技术
模具在制造过程中将模具在交变磁场中放入,让模具出现感应电流且起到加热的作用称为高频表面淬火。有着较高的电流频率,则表示电流有着较薄的加热层。淬火技术实施以后,奥氏体化会在热度很高的环境中进行,因此会有很多晶核,但这种类型的晶核长大有着一定的难度,故在模具表面采用高频表面猝火技术后则会出现隐晶马氏体的组织。淬火后模具的表面硬度提高而且脆性极大的降低。因为控制淬硬层以及加热层的厚度相对容易,能够促进自动化以及机械化的实现,所以高频表面淬火技术得以广泛应用。但是,该技术在处理有着相对复杂形状的模具时有着一定的难度。
2.1.2火焰表面淬火技术
模具表面处理技术中的火焰表面淬火主要是对模具表面采用煤气一氧以及乙炔―氧等火焰进行加热。由于火焰的温度特别高,会达到3000摄氏度以上,因此,能将工作表面迅速加热到淬火温度。加热温度满足一定条件时,则通过水以及空冷进行喷射处理,确保模具温度能够在最快的时间内冷却。若要调节淬硬度和厚度可以调节加热的时间和冷却的速度。火焰表面淬火技术有着较低成本以及较为简单设备等基本优势,而有着较低的生产效率是该处理技术的缺点,而且因为模具在制造过程中表面出现过热的情况不相同,所以,在控制质量方面有一定的难度。火焰表面淬火技术具体是用在批量较小、没有较高质量要求以及单件的模具中,对于那些大批量的模具和质量要求较高的模具不适宜用火焰表面淬火技术[1]。
2.1.3激光表面淬火技术
所谓激光表面淬火技术就是利用激光辐射到金属的表面,一旦激光束离开模具表面,则会通过金属自身有着热传导功能出现“自淬火”的情况,造成金属表面出现马氏体转变的情况。模具表面处理工作中通过激光处理主要是分成激光非晶化、激光冲击、激光表面融化处理以及激光相变硬化等4个方面。为激光相变硬化属于应用得较为普遍的一种。与其他的淬火方法相比,通常是在温度梯度较高的情况下进行激光淬火处理的。激光淬火技术实施之后,会在模具的表面形成一种硬度极高的特殊淬火组织。这种淬火组织的硬度十分高,一般会比一般的淬火硬度高出15%到20%[2]。而且淬硬层深度可以达到0.1mm到2.5mm。由于以上特点,所以模具表面采用激光淬火技术能够在很大程度上促进模具结构耐磨性质的提高,同时还能够促进使用模具的周期得到延长。
2.2化学表面处理技术
所谓化学表面处理技术主要是在相应的温度条件下保温模具,接着在模具的表面深入不同或者单一的元素,从根本上促进模具组织以及化学成分得到改变,进而达到改进模具的表面性能、满足模具的技术要求。
2.2.1渗碳技术
渗碳技术就是在模具的表面形成一层渗层,这样渗透层有着大概1~2mm左右的厚度,大概0.8~1.05%之间的含碳量。渗碳技术的构成技术具体有离子渗碳、真空渗碳、气体渗碳以及固体渗碳等4种不同类型。通过渗碳技术能够有效提高模具在使用过程中耐磨性能以及硬度等,同时还能够使模具芯部的韧性以及塑性处于良好的范围内。由于渗碳技术的这些特性,所以此技术一般会应用于受严重磨损和较大冲击载荷的模具。但是,渗碳技术会使模具变形,所以对精度要求极高的模具不适于应用此种技术。渗碳技术之所以会使模具变形很大是因为渗碳温度较高,渗碳技术过后,还要进行热处理,所以变形会很大[3]。该技术有着较广处理范围、较小环境污染、较小工件变形、较为平缓的碳浓度梯度以及较高渗碳率等优势,有着较大的实用价值。
2.2.2渗氮技术
与渗碳技术相比,渗氮技术有许多优点。比如说采用渗碳技术处理模具表面后,模具结构的抗热性、耐磨性、抗疲劳性以及抗腐蚀性都得到明显提高。除此之外,渗碳技术由于温度高,使得模具变形会很大。而渗氮技术在温度方面有着较低的要求,因此,渗氮技术应用之后,模具变形相对较小,因此,此技术可以应用于对精度要求很高的模具身上。渗氮技术在实际运用过程中也存在缺点。比如说,渗氮工艺相当复杂,所需要的时间相对较长,而且成本相比较于渗碳技术要高。此外,渗氮技术虽然在各种各样的模具中都有所应用,但是,对于那些形状很复杂的模具,渗氮技术很难进行均匀的加热和渗层,而且此种技术渗层较浅。所以,渗氮技术在实际应用中还是有较大的约束。
2.2.3碳氮共渗技术
碳氮共渗技术主要是在相同时间内将氮与碳注入模具表面处理表面技术。这种技术主要分为两类,一种是液体碳氮共渗技术,另外一种是气体碳氮共渗技术。由于液体碳氮共渗技术毒性很强,对于环境造成很大损害,所以已经很少被应用了。碳氮共渗技术有着较强康粘着性、较强耐磨性、较小模具变性以及较快处理速度等优势,同时会在很大程度上促进使用模具的周期得到延长。
2.2.4渗硼、渗金属技术
渗硼技术有着较多的处理方法,具体分成气体渗硼、盐浴渗硼以及固体渗硼等方式。各个国家对此种方法都做了不同的研究。前苏联等国家主要将其用于冷热加工模具上;日本研究的液体渗硼方式主要是以硼砂熔盐为主,这样的方式能够促进使用模具的周期得到有效提高,比一般的方法可以使寿命增加4到20倍。除了以上两个国家,德美两国也研究了一些硼与其他元素的共渗工艺。渗金属以及渗硼等技术具体是在模具冷热制造中应用,例如塑料膜、压铸模、锤炼模等模具中适合使用。
2.3表面覆层处理法
2.3.1电镀、刷镀、化学镀技术
电镀技术主要是通过化学方式将合金以及薄层金属在模具表上进行沉积处理,形成湿式镀覆类型。这种方法的好处就是操作时温度较低,因此,模具不易变形,而且模具本身的性能也不会因此而受到影响。但是,电镀技术在实际运用过程中也存在问题。如因为镀层有着较低的摩擦系数造成提高模具的耐磨性,因为镀层有着较大的空隙,因此模具采用镀金技术进行表面处理时有着较差的耐腐蚀性。
刷镀技术在实际运用过程中的优势较为明显,比如说刷镀技术在现场操作施工时相对容易,模具大小、形状等因素并不会影响刷镀技术的操作,因此,具有很大的经济效益。而且刷镀技术还有着较高性能、较好镀层质量、较为方便操作以及较快的沉积速度等优势。
化学镀主要是指在电解质溶液中通过还原剂还原金属离子在工件表面上催化城活动,将可以和机体表面有结合能力的涂镀层进行沉积处理。化学镀的优势是它可以应用于形状复杂的模具上面。主要是因为化学镀技术没有分散能力以及深度等现象。
在实际的生产应用中,单金属的镀层结合无法满足模具在质量上的相关需求,因此,复合镀技术应运而生。复合镀可以集合各种单金属镀层的优点,能够将模具性能以及质量明显提高,有效延长使用模具的周期。
2.3.2热喷涂技术
热喷涂技术具体是将喷涂材料通过热喷涂技术进行加热到半熔化或者全溶化的形状,同时在规定的速度下进行沉积喷射处理,采用预处理的方式在基体表面构成相应的涂层。热喷涂技术有以下优势:第一,设备比较轻便,有利于现场进行实施。第二,有着较为灵活的工艺以及较少的操作,在一定程度上使施工所花的时间减少。第三,通过热喷涂技术处理模具表面,不会因为模具表面的大小尺寸影响效果,有着较强的适应性。第四,热喷涂技术比较容易控制,涂层的厚度是可以控制的。第五,该表面处理技术在不同方面的基体材料的构件处理均使用,能够在各种类型固体材料上进行不同性能图层以及防护涂层的制备。
热喷涂技术主要包括以下几种:第一,通过火焰进行喷涂,该类型的喷涂技术主要有粉末以及火焰等2种类型。第二,爆炸喷涂。主要是通过乙炔气以及氧气进行点火燃烧处理,使气体出现膨胀而导致爆炸的情况,将冲击波以及热能全面释放,热能可以融化喷涂粉末,而释放的冲击波能够加快喷射荣荣粉末的速度,在工件表面上喷射构成涂层。第三,超音速喷涂。是指采用阻燃剂以及燃料航空煤油通过比例配置混合后在燃烧室内导入,由于爆炸式燃烧出现的高温气体在经过膨胀管处理后有着超音速。第四,电弧类喷涂。主要分成水文等离子喷涂、真空等离子喷涂、等离子喷涂以及电弧喷涂等4种类型。
2.3.3化学气相沉积技术
化学气象沉积技术是在固态表层上通过气态物质引起的化学反应后出现固态沉积物的类型。这种表面处理技术具体分成金属有机化合物、激光辅助化学气相以及离子化学气象等3种不同类型的沉积技术。
2.3.4离子注入技术
模具表面处理技术中应用离子注入技术主要是在固体中引入具有掺杂剂原子的材料,主要是处于真空系统的环境下注入离子,通过加速的方式,在固体材料中注入掺杂原子的离子,从根本上形成具有特殊性质的范围以及表面层。离子注入技术的应用可以改善模具工作零件的表面力学性能,比如说可以极大的提高模具表面的硬度、增强模具的耐摩擦力、增强模具的抗疲劳强度。
3.模具表面处理技术的发展趋势
模具制造过程中已广泛应用表面处理技术,对于提高模具的质量、增强模具的抗腐蚀能力、增强模具硬度、增强模具的耐摩擦力、增强模具的抗疲劳强度等方面做出了突出的贡献,但是还具有广阔的开发前景。目前我国在模具表面处理技术的发展方面与先进国家对比的差距较大,分析出现差距的原因,我国的模具制造过程中的表面处理技术应该从纳米表面技术以及复合表面技术等方面研究。除了研究一些新的处理技术,同时还应该将表面处理传统的技术进行改进,可以减少环境污染和资源的浪费,从而提高模具表面处理效果。还有很重要的一点就是要将传统的表面技术与现代的表面处理技术结合起来,在模具表面处理技术中应用纳米技术。现阶段,研究模具制造过程中应用的表面处理技术属于相对重要的工作,确保表面处理技术能够在大型以及精密的模具中应用。
4.结语
综上所述,随着经济的快速发展,汽车制造业、家电工业以及航空航天业也得到快速发展,因此,模具工业在实际发展过程中面临较大的难题。模具表面处理技术主要是采取相应的措施将模具表面的成分、性能以及组织合理改变,从根本上促进模具各方面的性能得到提高。对于模具不会产生实质上的伤害,模具表面处理技术对于延长模具使用周期以及模具质量的提高有着非常重要的作用。使得模具的耐磨损性能、耐腐蚀性能、耐疲劳性能等显著增加。由于表面处理技术的这些优点与功能,使得表面处理技术得以迅速的发展,同时,表面处理技术在模具制造工作中有着较为良好的发展趋势。
参考文献:
[1]周铮.工程材料与热处理[J].山东大学出版社.2011:123-125