注塑件的表面强化技术|cnclathing.

2021.6.17

模具制造中的表面强化技术是指模具工作部件表面预处理的专业加强技术,然后通过单或复合表面技术处理,使模具工作部件获得所需的表面或综合性能。该技术的优点,如功能性,环保和效率,在模具制造成本,模具质量和模具寿命方面发挥着特别重要的作用。在生产中,考虑到技术的特点,模具的工作条件和生产经济,选择各种因素的最佳匹配点可以显着提高模具的寿命和质量,取得出色的经济效益。以下是注塑成型部件表面强化技术的应用研究。

模具制造中表面强化技术的应用现状

1.渗碳表面的化学热处理

渗碳过程是一种常用的模具表面强化技术(超过80%)。该过程主要旨在塑料模腔的表面强化。渗碳模具部件可以达到“坚硬的外部和内部”的效果,即工作部件表面的硬度,耐磨性,疲劳强度和其他性能,而核心仍然保持原始可塑性,韧性和强度,满足模具工作部件性能的要求。它具有高穿透速率,深度渗透层,低成本,穿透层和基板部件之间的完美粘接性能的优点,以及粘合层之间的平滑过渡。但操作温度高(900〜950℃),特别是离子渗碳的温度可达到1100℃,渗碳后需要相应的热处理,这增加了模具变形的可能性。因此,不推荐该技术用于高精度塑料模具。

气体渗碳温度通常为920〜950℃。渗碳层表面上最合理的碳含量为0.85%〜0.95%w(c)​​。从外面到渗碳层内部的碳含量的克别甚至和温和。没有粗糙的Lath Martensite,过量的残留奥氏体,淬火结构的网络碳化物和黑色的Troyite。太高的碳含量易于易于在模具部件中引起网络碳化物和其他恶性结构,这影响了模具的质量和寿命。在随后的加工中易发生应力浓度和裂缝。

与气体渗碳相比,离子渗碳具有高效率,更变形,污染较小,可处理任何形状的模具部件的表面。更适合于塑料模具和冲压模具的表面强化。

2.火焰表面热喷涂技术

热喷涂技术是一种新的表面强化技术,具有快速发展。它使用热源(电弧,离子电弧,火焰等)将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,雾化它,并以一定速度将其喷射到预处理基板的表面。根据物理和化学变化,它与基材相结合,可以提高模具部件的耐磨性,耐腐蚀性和耐热性,并且易于操作和低成本。近年来,进一步开发和改善了这种技术在模具表面强化中的应用。CR12不锈钢拉丝模具的使用寿命通过在广州有色金属研究所使用超音速喷涂硬质合金过程增加了3-10次。与此同时,在模具修复中的应用中,已经取得了很大进展。

3.复合表面电镀技术

电镀技术是通过电化学方法在基板表面上沉积金属或金属化的技术。电镀硬铬和硬镍是中国塑料模具表面处理的传统技术。当技术在接近室温下进行时,模具性能几乎不会受到影响,并且没有严重变形。同时,电沉积涂层的表面粗糙度低,硬度增加到800HV。但仍存在许多问题,如:低耐腐蚀性,凹槽,深孔无法处理,因此其在模具强化中的应用是有限的。目前,它只能用于加强普通塑料模具的耐磨性,不适用于塑料模具具有复杂的形状和高耐腐蚀性要求。

目前,复合电镀是在模具行业中涂覆技术应用中最活跃的领域。复合刷电镀可以加强模腔的表面,也可用于修复模腔的表面。发现模腔的使用寿命可以通过刷电镀无定形涂层(0.01-0.02mm)延长0.5-1.0次。可以将多种颗粒添加到复合涂层中,并且可以在宽范围内调节参数,具有很强的可操作性,这完全反映了涂层的多样性和全面性。

4. PVD,CVD,PCVD表面涂层技术

涂层技术,即气相沉积技术,用于将稳定的化合物存放在模具工作部件表面上的特殊性质,以形成超硬涂层,使模具工作部件具有优异的性能。行业中最常用的稳定化合物是Tic,Tin和Sin。

- 物理气相沉积(PVD)是一种实用的技术,使涂层材料蒸发,然后在基板表面上沉积涂层。该技术在20世纪初开始应用,在过去30年中迅速发展。它已成为具有广泛应用前景的新技术,逐步发展到环境保护和清洁类型的趋势。它主要用于制造高精度冷工作模具。

- 化学气相沉积(CVD)是一种实用的技术,使气体在基质材料的表面上反应,并在900〜2000℃的温度范围内形成覆盖层。该技术具有高沉积温度和坚固的涂层组合优点,因此几乎没有要求模具部件的表面形状。例如,可以均匀地涂覆具有复杂形状或具有凹槽和小孔的部件,这弥补了物理气相沉积的缺陷。例如,通常用于模具表面强化的TIC涂层具有高硬度,良好的耐磨性,小的摩擦系数,良好的抗抗率和强烈的反咬合能力,大大提高了模具的使用寿命。然而,CVD方法具有一些缺陷,例如高处理温度,仍需要淬火,这将导致大变形等。因此,在高精度模具的制造中,使用该技术的使用是有限的。

- 等离子体增强化学气相沉积(PCVD)是一种使用辉光放电来增强反应物化学活性的实用技术,促进气体之间的化学反应,并在低温下沉积高质量的涂层。它是CVD和PVD之间的治疗方法。通过PCVD方法将涂层镀在模具的工作部件的表面上。实践表明,经济效益非常相当。

5.高能束强化技术

高能束加固技术具有非接触式,准确可控,宽的材料适应性,强大,质量高,资源储蓄,环保的高度优势。它不仅可以用于大量的高效自动生产,还可以用于多种多样,小批量加工甚至定制产品。欧宝啊app这是模具制造业中不可或缺的和重要技术。其中,离子注入技术广泛应用于冷工作模具,热工作模具和塑料模具,具有几乎完美的强化效果,其平均寿命可以增加2-10倍。它具有很大的应用价值。

表面强化技术在模具制造中的应用前景

据研究,稀土元素可加强表面,提高渗透速率,净化并稳定晶界,提高表面结构,物理和化学性能和模具部件的可加工性。稀土元素在复合表面强化技术过程中的应用可以获得更明显的效果。如果将稀土加入Ni-Cu-P-MOS2涂层中,则模腔表面的耐磨寿命可以增加5次。此外,稀土元素在化学沉积中,电沉积,喷涂和激光涂层具有明显的改善效果,但效果不是很稳定,可以看出,稀土元素在模具制造中的应用将是未来的重要方向研究。

随着纳米技术的快速发展,它在提高模具的生产率和寿命方面具有显着影响。然而,这项技术仍然存在许多不完美的缺陷,仍有许多工作要做,例如:复杂模腔表面上的不均匀涂层,沉积参数不明确,模具部件的不明确的表面强化机理等等。

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