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模具表面的超硬化处理技术
来源:本站 编辑:管理员 更新时间:2020-03-31 点击:229次
模具表面的超硬化处理技术
 
  1.技术简介
 
  扩散法金属碳化物覆层技术,是将工件置于特种介质中,经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度,HV可达1600-3000(由碳化物种类决定);此外,该碳化物覆层与基体冶金结合,不影响工件表面光洁度,具有极高的耐磨、抗咬合(粘结)、耐蚀等性能,可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。
 
  2.与相关技术的比较
 
  通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法,是大幅度提高其耐磨、抗咬合(抗粘结)、耐蚀等性能,从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。
 
  目前,工件表面超硬化处理方法主要有:物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、物理化学气相沉积(PCVD)、扩散法金属碳化物覆层技术等。其中:
 
  (1)PVD法,具有沉积温度低,工件变形小的优点,但由于膜层与基体的结合力较差,工艺绕镀性不好,往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。
 
  (2)CVD法,具有膜基结合力好,工艺绕镀性好等突出优点,但对于大量的钢铁材料而言,其后续基体硬化处理比较麻烦,稍有不慎,膜层就易破坏。因此,其应用主要集中在硬质合金等材料上。
 
  (3)PCVD法,沉积温度低,膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进,但与扩散法相比,膜基结合力仍有较大差距;此外,由于PCVD法仍为等离子体成膜,虽然绕镀性较PVD法有所改善,但无法消除。
 
  (4)扩散法金属碳化物覆层技术,由该技术形成的金属碳化物覆层,与基体形成冶金结合,具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力,因此,该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势,此外,该技术不存在绕镀性问题,后续基体硬化处理方便,并可多次重复处理,使该技术的适用性更为广泛。
 
  3.技术优势
 
  扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查,许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术,这些模具在进行国产化时,由于缺乏相应的成熟技术,往往使模具寿命低,有些甚至无法国产化。
 
  该技术国内七十年代就有人研究过,但由于各方面条件的限制,工艺及设备往往难以经过批量和长期生产的考验,使该技术中的一些实际存在的问题不易暴露或难以解决,往往半途而废。我们在十多年的研究与应用的过程中,对该技术存在的工艺、设备上的实际问题进行了深入的研究,并进行了有效的改进,经改进后的工艺及成套设备已能够满足长期稳定生产的要求,所处理的模具寿命水平达到进口同类模具寿命水平,取得了丰富的各类模具实际应用的生产经验,为大规模推广应用该技术奠定了坚实的技术基础。
 
  4.适用范围
 
  扩散法金属碳化物覆层技术,可以广泛应用于各类因磨损、咬合而引起失效的工模具或机械零件。其中,因磨损而引起的失效(如冲裁、冷镦、粉末成型等模具)可提高寿命数倍至数十倍;因咬合而引起的产品或模具的拉伤问题(如引伸模、翻边模等),可以从根本上予以解决。
 
  适用材料:模具钢、含碳量大于0.3%的结构钢、铸铁、硬质合金。
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