热处理工程师职称评定流程？

热处理工程师职称评定流程？

热处理和其他机械专业一样也是要参加职称评定的，一般分到机械制造工程师里面。需要：1.助理工程师资格证和聘书

2.计算机考试证书

3.职称英语考试成绩单

4.论文（正规杂志或刊物上发表）

5.总结

6.科研成果或者鉴定证书

7.再教育证书（有学时要求）

等等

年限要求：研究生毕业可以直接认定为工程师

本科毕业 4年助理工程师任期

大专 5年助理工程师任期

求“浅谈激光加工技术在模具制造中的应用”的毕业论文。。

《模具工业》2001. No . 4 总 242 40

激 光 加 工 技 术 在 模 具 制 造 中 的 应 用

江苏理工大学(江苏镇江 212013) 张 莹 周建忠 戴亚春

[摘要]随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光设备价格的逐渐下降 ,给产品和

模具的制造工艺带来了新的变革 ,在模具制造、 模具表面强化与维修、 取代模具等 3个方面 ,就

激光优化模具制造工艺作了较为详细的分析和探讨。

关键词 模具 激光 工艺优化

[ Abstract ]Wi t h t he mat uri ng of t he las e r p r oces si ng t echnology and t he dec r easi ng of p rice of t he

i ndus t rial la r ge - p owe r las e r e quipme nt , a new i nnovat ion was br ought t o t he manuf act uri ng

t echnology of t he p r oduct s and t he dies and moulds . A r elat ively de t ailed analysis and dis cus sion

was made on t he las e r op t imized manuf act uri ng p r oces s f or dies and moulds f r om t hr e e asp ect s of

manuf act uri ng , s urf ace r ei nf orceme nt and mai nt e nance , and s ubs t i t ut ive dies or moulds .

Key words die and mould , las e r , t echnological p r oces s op t imizat ion

1 引 言

激烈的市场竞争使制造企业对快速响应市场

需求和一次制造成功等要求日益迫切。而在常规制

造系统中 , 产品生产所需大量模具的设计、制造和

装配调试不仅耗费大量资金 , 更严重的是延长了产

品生产的准备时间 , 从而延长了新产品开发周期 ,

形成制造过程中的瓶颈。因此 , 如何快速有效地制

造出高质量、低成本的模具及产品 , 就成为人们不

断探索的课题。随着激光加工技术的日趋成熟和工

业用大功率激光器设备价格的下降 , 给产品和模具

制造工艺带来了重大变革。本文在模具制造、模具

表面强化与维修、取代模具等 3个方面 , 就激光加

工在模具制造中的应用作一些探讨。

2 模游信具制造

2. 1 模具的激光叠加制造

1982年 ,日本东京大学的中川教授等人提出用

薄片叠加法制造拉伸模 , 1985年 , 美国加州某公司

推出了模具的激光叠加制造法 , 并获得专利 , 其工

艺流程见图 1 ,原理为将激光切割的多层薄板叠加 ,

并使其形状逐渐发生变化 , 最终获得所需的模具立

体几何形状。日本在冲模的激光叠加制造方面已达

到实用阶段 ,所制的凸、 凹模质量高 ,加工尺寸精度

― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ――

收稿激陪日期:2000年8月10日

已达 ±0. 01mm ,切割厚度为 12mm。 经激光切割后 ,

在切口表面形成深 0. 1～0. 2mm、 硬度为 800HV 的

硬化层 ,用来冲裁 1mm 厚的钢板 ,单凭自冷硬化层

就可冲压 10 000 件 , 如在激光切割后再经火焰淬

火 ,则可冲压 3～5万件。 由于各薄板间的连接简单 ,

故用叠加法制作冲模 ,成本可降低一半 ,生产周期大

大缩短。用来制造复合模、落料模和级进模等都取

得了显著的经济效益。

图 1 激光叠加模具制造工艺流程

由模具 CAD 和激光切割相结合构成一个完整

的模具 CAD/ CAM 系统 ,实现板料切割的 FMS ,适

用于多品种小批量生产。用激光切割的薄板来叠加

合成任意三维曲面的制造系统 , 不仅为在塑性加工

和模具领域中实行 FMS 提供了思路 , 而且对于内

部结构复杂的模具制造 ,如型孔、 中孔体及复杂的冷

却管道等 ,也是快速而经济的制造模具的有效方法 ,

并且能带动其他技术如固神铅轮相扩散等的发展。

2. 2 快速模具制造

模具 CAD

三维设计

二维外形

NC 程序

激光

切割

去除

梯级

创层面

精加工

成形

模具

装

配

薄片

连结

精加工

NC 程序

模 具 制 造 技 术《模具工业》2001. No . 4 总 242 41

快速成型制造技术(RPM)是 80年代后期出现

的一项制造技术 , 目前 RPM 技术已发展了十几种

工艺方法。基于 RPM 技术快速制造模具的方法多

为间接制模法 , 即利用 RPM 原型间接地翻制模

具。

(1) 软质简易模具 (如汽车覆盖件模具) 的制

作。采用硅橡胶、低熔点合金等将原型准确复制成

模具 , 或对原型表面用金属喷涂法或物理蒸发沉积

法镀上一层熔点极低的合金来制作模具。这些简易

模具的寿命为 50～5 000件 ,由于其制造成本低 ,制

作周期短 , 特别适用于产品试制阶段的小批量生

产。

(2) 钢质模具制作。RPM 原型 ― ― ― 三维砂轮

― ― ― 整体石墨电极 ― ― ― 钢模 ,一个中等大小、 较为复

杂的电极一般 4～8h 即可完成。 美国福特汽车公司

用此技术制造汽车覆盖件模具取得了满意的效果 ,

与传统机械加工制作模具相比 , 快速模具制造省去

了耗时、 昂贵的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降

低 ,具有广阔的应用前景。

3 模具表面强化与修复

为提高模具的使用寿命 , 常常需对模具表面进

行强化处理。常用的模具表面强化处理工艺有化学

处理 (如渗碳、 碳氮共渗等) 、 表层复合处理 (如堆

焊、 热喷涂、 电火花表面强化、 PVD 和 CVD 等) 以

及表面加工强化处理(如喷丸等) 。这些方法大多工

艺较为复杂 , 处理周期较长 , 且处理后存在较大的

变形。采用激光技术来强化和修复模具 , 具有柔性

大 , 表面硬度高 , 工艺周期短 , 工作环境洁净等优

点 ,因此具有很强的生命力。

3. 1 激光相变硬化

激光相变硬化 (激光淬火) 是利用激光辐照到

金属表面 , 使其表面以很高的升温速度达到相变温

度 (但低于熔化温度) 而形成奥氏体 ,当激光束离开

后 , 利用金属表面本身热传导而发生自淬火 , 使金

属表面发生马氏体转变 , 形成硬度高、抗磨损的表

层 , 从而使金属表面得到强化。所用设备为三轴联

动的数控激光加工机。

影响激光强化的主要因素有激光功率、光斑尺

寸和扫描速度。在强化过程中要对这些参数进行优

化 , 并对具体材料选择合适的激光处理参数。对于

CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 铸铁等

的常用模具材料 , 在激光处理后 , 其组织性能较常

规热处理普遍改善。 例如 ,CrWMn 钢在常规加热时

易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物 , 显著增

加工件脆性 ,降低冲击韧性 ,使用在模具刃口或关键

部位寿命较低。采用激光淬火后可获得细马氏体和

弥散分布的碳化物颗粒 ,清除网状 ,并获得最大硬化

层深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 钢激

光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘磨损能力均较

常规热处理有所提高。对 T8A 钢制造的凸模和

Cr12Mo 钢制造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度

1 200HV , 寿命提高 4～6倍 , 既由冲压 2万件提高

到 10～14万件。 对于 T10钢 ,激光淬火后可获得硬

度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化层;对于 Cr12 ,激光

淬火后可获得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化层 ,

使用寿命均得到了较大的提高。

3. 2 激光涂覆

激光涂覆是用激光在基体表面覆盖一层薄的具

有一定性能的涂覆材料 , 这类材料可以是金属或合

金 ,也可以是非金属 ,还可以是化合物及其混合物。

在涂覆过程中 , 涂覆层在激光作用下与基体表面通

过熔合迅速结合在一起。它与激光合金化的主要区

别在于经激光作用后涂层的化学成分基本上不变

化 , 基体的成分基本上不进入涂层内。激光涂覆工

艺实用的材料范围很广 , 正在研究的母体材料有低

碳钢、 合金钢、 铸铁、 镍铬钛耐热合金等 ,研究的添加

材料有钴基合金、 铁基合金和镍基合金等。

采用激光技术在有送粉器的 2kW CO2 激光器

上 , 对 4Cr5MoV1Si 钢基体表面涂覆一层由镍基高

温合金和 WC + W2C 粒子组成的高温耐磨合金粉

末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量为 10g/ min ,工

件移动速度为 2～3mm/ s 条件下 ,获得多道搭接的

大面积高温耐磨合金。 在试验温度为 600℃ 时 ,硬度

为 550～580HV0 .2 ; 在温度为 950℃时 , 硬度为

100～200HV0 .2。 可见在 1 000℃ 左右高温下 ,涂覆层

仍有很高的强硬性 , 是较理想的高温模具耐磨合

金。另外 , 采用激光涂覆方法来修复已磨损的冲模

及拉伸模等 ,可大大延长模具的使用寿命 ,降低模具

的使用成本。

3. 3 激光堆焊

对于一些汽车覆盖件冲裁修边模具 , 为提高使

用寿命 ,节省优质模具材料 ,刃口往往采用在较差的

基体材料上堆焊一层性能优异的合金。 过去 ,堆焊大

多采用人工氧 ― 乙炔火焰堆焊法 ,这种方法虽然设备《模具工业》2001. No . 4 总 242 42

费用低 ,但功率密度不高(10

2

～10

3

W/ cm 2

) ,且难以

进行精确控制 , 因而堆焊质量和生产率都较低。70

年代以来 , 开发成功了等离子粉末堆焊技术 , 由于

其具有较高的功率密度且控制性能也较好 , 因而得

到了广泛的应用。但等离子堆焊存在着电极寿命

短、 堆焊层母材稀释率较高等问题。80年代以来出

现的激光堆焊法与使用同一材料的氧 ―乙炔火焰

堆焊法相比 ,激光堆焊层组织细微、 致密 ,不良品率

仅为前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生产率比氧

― 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量

仅为其 1/ 2。而且激光堆焊层的室温硬度比氧 ― 乙

炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊质量与激光

的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有关。

4 激光加工替代模具冲压加工

4. 1 激光切割替代薄板件的冲裁模

激光切割替代钣金件及汽车车身制造中的冲

裁修边模大有可为。三维激光切割技术 , 由于其本

身具有加工灵活和保证质量的特性 , 在 80 年代就

开始在汽车车身制造中应用。切割时只需用平直的

支撑块来支撑工件 , 因此夹具的制作不仅成本低而

且快速。由于与 CAD/ CAM 技术相结合 ,切割过程

易于控制 , 可实现连续生产和并行加工 , 从而实现

高效率的切割生产。

切割板材所使用的激光器主要有两大类 , 即

CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率为 100～1 500

W , 因为功率小于 1 500W 的激光器其振动模式为

单模 , 切缝宽度为 0. 1～0. 2mm , 切割面也很整洁 ,

而输出功率大于 1 500W 时激光器的振动模式为多

模 , 割缝宽度近 1mm , 切割面质量较差。因 Nd :

YA G的激光可通过光导纤维输送 , 比较灵活方便 ,

适用于机器人手执激光喷嘴配程序控制进行精确

操作 , 因此在三维切割时大多采用。影响激光切割

工件质量的主要因素有切割速度、焦点位置、辅助

气体压力、 激光输出功率及模式。

美国福特和通用汽车公司以及日本的丰田、日

产等汽车公司 , 在汽车生产线上普遍采用激光切割

技术 , 它不必采用各种规格的金属模具 , 除了快速

方便地切割各种不同形状的坯料外 , 还用来大量切

割加工因规格不同需要更改的零件安装孔位置 , 如

汽车标志灯、 车架、 车身两侧装饰线等。通用汽车公

司生产的卡车仅车门就有直径为

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