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PVD鍍膜在五金沖壓/成型模具上的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2019-05-25 10:18:53

沖壓 / 成型模具表面若失效,那么其通常表現(xiàn)為磨損、腐蝕、開(kāi)裂以及變形等。為了有效防止模具的使用壽命縮短,在對(duì)模具進(jìn)行處理時(shí),其相對(duì)運(yùn)動(dòng)件表面和中型腔的表面均需要達(dá)到相應(yīng)的要求,必須具有較高的潤(rùn)滑性和硬度,從而促使其能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)磨損的減弱,提升耐磨性能,達(dá)到更好的抗疲勞效果與防腐蝕效果,PVD 涂層處理技術(shù)的運(yùn)用,就能夠促使模具存在的上述問(wèn)題得到有效解決?! ?br /> 有研究者運(yùn)用低溫離子滲碳、非平衡磁控濺射 Ti/TiN 以及 PVDTi/TiN 對(duì) Cr12MoV 冷作模具鋼表面實(shí)施復(fù)合處理后,模具的表面耐磨性能與負(fù)荷能力因 PVD Ti/TiN 涂層的作用而實(shí)現(xiàn)了有效強(qiáng)化,而當(dāng)模具表面在接受離子滲碳的處理后,再通過(guò) PVD Ti/TiN 的符合處理,則更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)其符合性能的有效強(qiáng)化。在進(jìn)行復(fù)合處理過(guò)程中,首先運(yùn)用離子滲碳對(duì)中間薄層實(shí)施相應(yīng)的處理,這就使得 Ti/TiN能夠獲得較好的支撐力,從而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)冷作模具壽命的提升。該項(xiàng)技術(shù)充分表明,在對(duì)表面硬度相對(duì)較差的模具進(jìn)行處理時(shí),首先可對(duì)其實(shí)施離子滲碳處理,再對(duì)其做出相應(yīng)的 PVD 涂層處理,通過(guò)這種綜合干預(yù)方法,可更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層使用壽命的有效提升?! ?br /> 有研究者在 ASSAB 635 冷作模具鋼的制作過(guò)程中,分別運(yùn)用PECVD DLC 涂層處理技術(shù)與 PVD CrTiN 涂層處理技術(shù),再基于此處理后對(duì)模具實(shí)施鍍鉻工藝的壓印試驗(yàn)。根據(jù)表面來(lái)看,CRTiN 涂層模具壓印的銀幣表面,其鍍鉻的模具和表面質(zhì)量均更加的接近,但在接受 DLC 涂層處理后,其模具在進(jìn)行壓印時(shí),銀幣表面表現(xiàn)出非常明顯的發(fā)黑現(xiàn)象,這主要是由于涂層被轉(zhuǎn)移至了銀幣的表面上,但這也充分證實(shí)了 DLC 涂層的韌性相對(duì)較差且硬度相對(duì)較高。通過(guò)對(duì)銀幣進(jìn)行壓印處理之后,其鍍鉻模具的作用也因此隨之失效;在進(jìn)行 1000枚銀幣的壓印處理后,CRTiN 涂層仍然表現(xiàn)出較佳的特性,并未出現(xiàn)任何涂層剝裂的現(xiàn)象,相較于鍍鉻模具,其壽命也能夠?qū)崿F(xiàn)更好的提升,達(dá)到2倍及以上。除此之外,另有研究者在對(duì)銀幣表面進(jìn)行處理時(shí),以離子鍍法在其表面鍍上了一層 TiN,并且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比證實(shí),經(jīng)過(guò)該項(xiàng)技術(shù)處理后的印模,其壽命較之未涂層的印模提升了3倍左右。
  
由于 DLC 涂層的摩擦系數(shù)非常低,并且具有較好的潤(rùn)滑性能,并且具有較好的耐磨性、較高的硬度以及較好的耐蝕性等,故被廣泛應(yīng)用各種復(fù)合管成型模具,其使用壽命也因此提升了 3 倍以上。除此之外,通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體封裝模具進(jìn)行該應(yīng)用,其壽命因此提升了近 10倍左右;通過(guò)對(duì)光盤(pán)模具進(jìn)行運(yùn)用,其壽命可因此提升 400 萬(wàn)次;通過(guò)對(duì)空調(diào)器翻遍凸模的有效運(yùn)用,則能夠使得其壽命可因此提升至少3 倍,而沖壓的件數(shù)也能夠因此至少提升 800 萬(wàn)次?! ∮醒芯空咄ㄟ^(guò)對(duì) TiN 與多弧離子鍍膜法所制備的 N 復(fù)合涂層兩種方法的實(shí)施效果進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn),后者處理后的電池外殼成形凸模的硬度明顯更高,并且其耐磨性也與 ZrN 相當(dāng)。另通過(guò)對(duì)凸膜壽命進(jìn)行研究,多弧離子鍍膜法所制備的 N 復(fù)合涂層相較于未實(shí)施鍍膜處理的凸膜,其壽命因此提升了至少 4 倍。  
在對(duì)沖裁、沖壓類模具進(jìn)行涂層處理時(shí),有研究者采取了新型斜沖擊滑動(dòng)試驗(yàn),通過(guò)該試驗(yàn)主要對(duì)汽車沖壓件沖壓模具材料承受循環(huán)沖擊以及滑動(dòng)力合成狀態(tài)進(jìn)行了模擬處理,TiN 涂層模具會(huì)表現(xiàn)出明顯的磨損。而針對(duì)高強(qiáng)度鋼材實(shí)施有限元軟件的分析沖裁處理期間,經(jīng)由抗磨減摩角度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) PVD 涂覆的模擬處理,Graphit-iC 類石墨涂層、MoST 以及 CrMoN 可促使冷作模具鋼壽命對(duì)涂層的影響隨之減弱,根據(jù)研究結(jié)果顯示,通過(guò)對(duì)減摩涂層的運(yùn)用,可促使模具的等效應(yīng)力出現(xiàn)不同程度的減弱,從而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)高強(qiáng)度鋼沖裁模具壽命的有效提升。  
精沖是一種具有較高質(zhì)量、較高效率以及較高附加值的精密塑性成形工藝,可以說(shuō)通過(guò)一次沖裁即可獲得較高質(zhì)量的零件,精密沖壓模具發(fā)生失效,同時(shí)表現(xiàn)為以下形式,包括模具斷裂、過(guò)量磨損以及塑性變形。TiAIN 和 TiN 涂層由于具有較高的耐腐蝕熱穩(wěn)定性和良好的耐磨性,故在精沖行業(yè)得到了廣泛運(yùn)用。
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