模具作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要零部件,起到了關(guān)鍵性的作用。模具作為精密工具,各方面性能的要求性更高,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、表面硬度、粗糙度和加工精度方面都有很高的要求,為了提升模具的性能,通常會(huì)采用一些特殊的加工技術(shù),比如表面鍍膜涂層技術(shù)。正如為了提高刀具的切削性能而采用刀具涂層技術(shù)一樣,模具也有相應(yīng)的涂層技術(shù)來(lái)提高其各方面的性能。下面小編為大家總結(jié)分享一下模具表面涂層技術(shù)有哪些吧。
一、熱噴涂技術(shù)
熱噴涂技術(shù)是將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),用高速氣流將其霧化、加速,使其以高速?lài)娚涞焦ぜ砻妫纬赡湍?、耐蝕以及抗高溫氧化等特殊性能涂層的表面涂層方法。熱噴涂層由于不致密,與基材結(jié)合強(qiáng)度不高,在模具表面強(qiáng)化中難以發(fā)揮作用。為了改善熱噴涂的涂層質(zhì)量,人們研究與開(kāi)發(fā)了新型熱噴涂工藝,如真空噴涂、靜電噴涂以及噴焊等。
二、氣相沉積技術(shù)
該涂層技術(shù)也是刀具涂層的主要應(yīng)用技術(shù)。氣相沉積技術(shù)包括化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)兩大類(lèi)。
物理氣相沉積是指在真空條件下,以各種物理方法產(chǎn)生的原子或分子沉積在基材上,形成薄膜或涂層,按照沉積時(shí)物理機(jī)制的差別分為真空蒸鍍(VE)、真空濺射(VS)和離子鍍(IP)三種類(lèi)型。其中采用多弧離子鍍膜方法鍍覆TiN、TiC耐磨涂層已在工模具表面強(qiáng)化方面取得了廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用。
化學(xué)氣相沉積是采用含有膜層中各元素的揮發(fā)性化合物或單質(zhì)蒸氣,在熱基體表面產(chǎn)生氣相化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物形成沉積涂層的一種表面技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用,特別是如氮化物、碳化物、金剛石和類(lèi)金剛石等超硬膜的沉積,大大提高了如模具等工件的耐磨、耐蝕性。
三、復(fù)合鍍層技術(shù)
復(fù)合電刷鍍技術(shù)采用鎳、鈷、二氧化鋯復(fù)合電刷鍍液,使處理的模具型腔表面耐磨性大為提高,并有較高的硬度,鍍層表面比較理想,與本體結(jié)合力強(qiáng),經(jīng)拋光后達(dá)到鏡面。利用復(fù)合電刷鍍不僅可強(qiáng)化模具型腔表面,還可修復(fù)型腔面,從而延長(zhǎng)模具壽命。如在模具型腔表面刷鍍0.01~0.02mm的非晶態(tài)鍍層,可使壽命延長(zhǎng)20 %~ 100 %。
化學(xué)鍍的均鍍能力強(qiáng),可在形狀復(fù)雜的模具型腔基材表面均勻沉積。研究和應(yīng)用為廣泛的是化學(xué)鍍Ni-P合金,其硬度可達(dá)1 000 HV,已接近一-些硬質(zhì)合金的硬度,而且具有相當(dāng)高的耐磨能力?;瘜W(xué)鍍Ni-P合金復(fù)合熱處理技術(shù)在模具表面處理上的應(yīng)用日益廣泛,尤其在塑料模具上的應(yīng)用日漸成熟,在鑄造模具和壓鑄模具上也有一定程度的應(yīng)用。
模具表面涂層技術(shù)有哪些
四、高能束技術(shù)
采用激光束、離子束、電子束等高能束對(duì)模具型腔進(jìn)行表面改性,由于它們的能量密度極高,對(duì)材料表面進(jìn)行加熱時(shí),加熱速度極快,整個(gè)基體的溫度在加熱過(guò)程中基本不受影響,因此涂層質(zhì)量較好。如利用激光材料表面強(qiáng)化技術(shù),包括激光表面合金化(LC)、激光表面熔覆(LSC)等,可得無(wú)氣孔的致密熔覆層。
五、涂層改性技術(shù)
在涂層材料中加入稀土元素,可以在涂層表面形成一層富稀土合金層,形成牢固的保護(hù)層,提高涂層的抗氧化和抗腐蝕能力;同時(shí)稀士元素具有顯著地催滲作用,滲層深度可以明顯增加。將稀土元素加入涂層,可取得良好的組織與性能,使模具型腔表面具有更高的硬度和耐磨性。例如應(yīng)用于模具型腔表面的超硬TiN膜(含稀士元素),使模具型腔表面呈現(xiàn)出高硬度、低摩擦系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,提高了模具的使用壽命。
六、涂層熱處理技術(shù)
涂層形成過(guò)程中,由于涂層材料與基體材料的性能差異,以及工藝條件的影響,經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)合狀態(tài)不良的狀況。因此,需對(duì)涂層進(jìn)行熱處理,使涂層的效果發(fā)揮到。
對(duì)涂層進(jìn)行熱處理,主要解決以下問(wèn)題:
①晶態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,包括形成合理的相組成、晶??刂频?,使涂層材料的性能得到優(yōu)化。
②經(jīng)過(guò)后續(xù)熱處理,促使涂層與基體的擴(kuò)散以獲得鍍層與基底間較強(qiáng)的化學(xué)鍵合,從而提高基體與涂層之間的結(jié)合力。
③消除涂層內(nèi)應(yīng)力,改善其使用條件。
以上就是模具表面涂層技術(shù)有哪些的相關(guān)介紹。通過(guò)上文可知,模具表面涂層技術(shù)種類(lèi)繁多,各有特點(diǎn),在實(shí)際生產(chǎn)加工模具時(shí)要考慮實(shí)際情況選擇適宜的涂層技術(shù)應(yīng)用,達(dá)到效果優(yōu)化。