模具表面强化技术

《模具表面强化技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、模具表面强化新技术摘要:通过对模具制造领域中的表面强化技术进行综合介绍,同时对其性能指标和经济性作了详细的比较分析,指出正确运用表面强化技术是提高模具使用寿命的一个行之有效的途径,具有事半功倍的效果。关键词:表面强化技术;模具;使用寿命TheApplicationandProgressoftheSurfaceStrengtheningTechnologyinDie&MouldManufacturingFieldAbstract:Throughageneralintroductionofthesurfa

2、cestrengtheningtechnologiesappliedtothedieandmouldmanufacturingfieldandadetailedcomparisonontheirperformancesandcosts,itispointedoutthatproperlyemployingsurfacestrengtheningtechnologiesisaneffectivewaytoprolongtheservicelifeofdiesandmouldsandcanachieveo

3、ptimumresultswithlesseffort.Keywords:surfacestrengtheningtechnology;die&mould;servicelife1引言随着我国汽车、家电工业的迅猛发展,对模具工业提出了更高的要求,如何提高模具的加工质量和使用寿命,一直是人们不断探索的课题。而表面强化技术以其广泛的功能性、良好的环保性以及巨大的增效性等优势正逐步成为提高模具质量和使用寿命的重要途径,这对改善模具的综合性能、充分发挥传统模具的性能潜力具有十分重要的意义。目前,随着表面技术的

4、不断发展和完善,在原有的常规表面强化技术如表面淬火、化学热处理等的基础上,一大批实用、有效的表面强化技术相继得以开发和利用,并逐渐推广应用于模具制造实践中。如今,随着稀土应用的不断扩大以及复合强化技术的不断发展,兴起的新型表面工程技术也必将进一步推动模具制造领域中的表面强化技术的发展。2模具表面强化技术2.1热喷涂技术热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态,并通过气流吹动使其雾化高速喷射到零件表面,以形成喷涂层的表面加工技术[1,2]。目前在模具行业中主要发展有火焰喷涂和等离子喷涂等技术。由于热

5、喷涂层具有耐磨、耐蚀、减摩、抗咬合等性能,可为模具提供耐磨而坚韧的热喷涂厚涂层,因此特别适用于大型模具以及严重磨损条件下的模具修复。等离子喷涂是以氮、氩等惰性气体作为工作介质,在专用的喷枪内发生电离形成热等离子体,再将进入该等离子弧区的粉末状涂层材料熔融、雾化,并高速喷送到被涂工件表面,形成涂层。由于整个工艺集熔化、雾化、快淬、固结等过程为一体,且所获组织致密、结合牢固,因此在涂层技术中占主导地位。但等离子喷涂也存在如需要高纯气体且成本较高等缺点。目前,除常压下气稳式喷涂工艺外,又发展出优点更为突出的

6、低压等离子喷涂及液稳式喷涂工艺正逐步推广使用。而火焰喷涂与等离子喷涂相比,成本较为低廉、操作简便,但结合的强度和密度相对较弱。近年来,通过对此项技术的大力发展和完善,目前已开发出性能更为优良的超音速火焰喷涂并投入了实际应用。如广州有色金属研究院采用超音速喷涂硬质合金工艺,使Cr12不锈钢拉伸模修模频率从原来的500件1次提高到7000件1次,寿命提高了3~8倍,获得了十分可观的经济效益。2.2气相沉积技术气相沉积技术是一种利用气态物质中发生的某些物理、化学过程,在基体表面形成具有某些特殊性能的金属或化

7、合物涂层的技术。根据涂层形成的机理不同,气相沉积可分为化学气相沉积、物理气相沉积和等离子体化学气相沉积3大类。它们的共同特点是将具有特殊性能的稳定化合物如TiC、TiN、TiCN、SiN、(Ti,AL)N、(Ti,Si)N等直接沉积于金属工件表面,形成一层超硬覆盖膜,从而使工件具有高硬度、高耐磨性、高抗蚀性等一系列优异性能。2.2.1化学气相沉积(CVD)化学气相沉积是通过高温条件下(800℃以上)发生反应的混合气体在模具表面发生化学反应,使模具表面生成一层薄的固相沉积物层。由于CVD法沉积温度高,涂

8、层结合牢固而且对形状复杂或带有槽沟及孔的工件可进行均匀涂覆,加之TiC等涂层硬度相当高(可达3000HV),耐磨性极好,而且摩擦因数小,具有很好的减摩性和抗咬合性,可大大提高模具的使用寿命。如表1所示一些常用模具采用CVD法涂覆后对其使用寿命的改善效果。但是由于CVD处理的温度较高,基体硬度也会随之降低,同时处理后还需进行淬火处理,会产生较大变形,因此其不适用于高精度的模具处理。表1模具采用CVD法后对使用寿命的影响模具种类模具零件材料涂层种类提高倍数切