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PVD涂层在压铸模具中应用解决冲蚀、粘模、腐蚀和热疲劳

PVD涂层在压铸模具中应用解决冲蚀、粘模、腐蚀和热疲劳

热作模具


  在压铸等热作模具中,常见的典型失效形式包括冲蚀、粘模、腐蚀和热疲劳。

       含铝量高的涂层通常具有耐高温性能,在高温下仍可保持原有的硬度和化学特性,因此适用于热作模具,例如:AlCrN涂层、AlTiN涂层及AlCrTiN涂层等。

压铸模具

在压铸行业,因为在每个压铸循环初期,模具型腔要承受炽热熔融合金的急热作用,工作表面会产生压缩热应力;压铸结束后要在模具内喷润滑剂,进行急冷,因而又在其表面产生拉应力。在这样的交变热应力作用下,模具表面会产生热疲劳微裂纹,随着压铸循环次数的增加,微裂纹急剧扩展,有的向心部扩展,形成龟裂纹。如果在裂纹周围同时伴随有熔融合金对模具型腔的冲刷及腐蚀,模具表面还会进一步损坏,最终造成模具的早期开裂甚至报废。压铸过程中的粘模、冲蚀、腐蚀而造成的产品废品率高,生产效率低下,甚至造成模具的损坏等问题一直是困扰各压铸企业的老大难问题。


因此,考虑到大批量、低成本、高效率地生产合金压铸件,同时减少待模维修时间,智科层公司针对以上问题,选择适合涂层,采用纳米涂层的新技术,该方法是运用纳米涂层技术,在模具表面沉积多层多元素金属薄膜(膜层厚度为1~7um),这层膜具有耐磨损、抗腐蚀,高硬度的功能,由于这层膜不与铝、锌等金属溶液亲和或发生反应,所以能极大地改善压铸件的离模性能而不发生粘模现象。在改善液体金属粘模和热龟裂方面取得最佳效果,有效解决压铸模具碰到的问题,以获得最优的综合使用性能,而且是长效型的,解决了传统工艺所无法解决的问题。

涂层优势:

1、显著提高合金压铸模的抗热熔损性能

2、改善脱模和抗腐蚀性能

3、提高合金压铸模的抗热疲劳性能

4、颜色明显,用户可以根据涂层颜色的变化而及时返涂,以保护贵重精密模具。

5、显著提高合金压铸模的使用寿命。



纳米PVD涂层技术是一门介于材料学、物理学、电子学、化学、社会环境科学等的新型技术。核心技术应用于金属加工,制造业生产等方面,其旨在促进现代切削刀具和制造加工业的高速发展。

应用主要分为以下几种:

切削刀具类

细微纳米级颗粒的PVD涂层显微结构兼备高韧性、高硬度、高抗氧化性的特性,并可实现加工过程中无摩擦排屑的极光滑表面。在涂层沉积过程中,做到涂层与产品基体的超强附着,同时可以有效的控制涂层的沉积厚度(单边0.5微米─6微米),针对不同的产品类型涂层处理。PVD后的刀具也具备了CVD后的热稳定性,从而实现刀具的强力高效加工,使其具备卓越的使用性能。

模具及其机械零件类

针对不同的模具(塑胶模、五金冲压模、压铸模、模具配件、成型模等)和机械耐磨、耐蚀零件等高要求五金制品所采用的PVD涂层工艺,可显著提高产品表面硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及润滑性;并能方便脱膜,大力提升模具、零件的品质(如表面粗糙度、耐磨性、精度等)和使用寿命,使其有效的发挥产品的潜能。

在模具的使用过程中,早期失效经常出现。失效的因数通常是磨损、腐蚀、融合、粘着等。其问题不单是拖延生产周期,也大大增加了生产成本,进而影响企业竞争力。为此,业界陆续推出不同的解决方案,而PVD涂层表面处理技术是倍受青睐的方案,能最有效的解决上述难题。

PVD涂层技术可以广泛应用于各类磨损、咬合、腐蚀、粘着、融合等而引起失效的工具、模具、机械零件、医疗器械等。其中,因磨损引起的失效的产品(如:冲裁、冷镦、粉末成型等)涂层后可提高寿命2-20倍以上;因咬合引起产品或模具的拉伤问题(如:引伸模、拉伸模、翻边模等),涂层后可以从根本上予以解决。PVD涂层处理适用的材料:承受加热温度大于230度而不受影响的金属材料。

应用实例:

模具名称  涂层类型     模具材料   被加工材料        使用效果

冲裁模具  TiN(氮化钛)    SKD11     0.5mm不锈钢板    提高9倍以上

冲头模具  TiN(氮化钛)      Cr12MoV   低碳钢板         提高5倍以上

粉末冶金  CrN(氮化铬)      DC53     WC+Co粉末       提高12倍以上

引伸模具  TiCN(碳氮化钛)   SKD11    低碳钢板          解决模具、产品拉伤问题

压铸模具  AlCrN(氮化铬铝)    H13     铝合金6063       解决粘铝料现象,模具寿命延长

纳米PVD涂层处理的通常称谓:镀钛、离子电镀、真空电镀、镀膜、纳米涂层、涂层等。


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