合理地應(yīng)用模具表面處理技術(shù)，可以以較低的工藝成本使模具壽命提高5～10倍甚至幾十倍，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。目前，各種模具表面處理新技術(shù)正得到業(yè)界越來越多的關(guān)注和推廣應(yīng)用。 
　　 
　　對模具表面進(jìn)行處理的主要目的在于提高表面硬度、耐磨性和耐蝕性等，從而提高模具產(chǎn)品質(zhì)量，延長模具使用壽命。合理地應(yīng)用模具表面處理技術(shù)以獲得高精度的模具表面，是生產(chǎn)精度高且表面質(zhì)量好的產(chǎn)品的必要條件。表面強(qiáng)化工藝成本較低，而模具壽命卻可提高5～10倍甚至幾十倍，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。 
　　 
　　針對目前我國的模具表面處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，我刊經(jīng)過用戶抽樣問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前，模具制造企業(yè)主要應(yīng)用的表面處理技術(shù)仍是以傳統(tǒng)的表面淬火、滲碳/氮技術(shù)、電鍍與化學(xué)鍍技術(shù)為主，而這些技術(shù)都不同程度地存在表面硬度分布不均、熱處理變形等難以解決等多方面的問題。對于今后的技改方向，大家的共同關(guān)注點(diǎn)在于新技術(shù)的應(yīng)用，如表面涂層技術(shù)、TD覆層處理技術(shù)、激光表面強(qiáng)化技術(shù)和電子束強(qiáng)化技術(shù)等。以下我們就特別邀請了幾位業(yè)界的技術(shù)專家，分別對用戶的這些關(guān)注點(diǎn)做深入探討，希望有益于廣大模具企業(yè)的技術(shù)升級。 
　　 
　　CVD技術(shù) 
　　 
　　CVD（化學(xué)氣相沉積）和PVD（物理氣相沉積）技術(shù)均被廣泛應(yīng)用于模具表面處理，其中CVD涂層技術(shù)具有更*的抗高溫氧化性能和強(qiáng)大的涂層結(jié)合力，在高速鋼切邊模、擠壓模上應(yīng)用效果良好。 
　　 
　　CVD技術(shù)是一種熱化學(xué)反應(yīng)過程，是在特定的溫度下，對經(jīng)過特別處理的基體零件（包括硬質(zhì)合金和工具鋼）所進(jìn)行的氣態(tài)化學(xué)反應(yīng)，即利用含有膜層中各元素的揮發(fā)性化合物或單質(zhì)蒸汽，在熱基體表面發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物沉積形成涂層的一種表面處理技術(shù)，可適用于各種金屬成形模具和擠壓模具。一般情況下，經(jīng)過處理的零件具有很好的耐磨性能、抗高溫氧化性能和耐腐蝕性能。該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于各種硬質(zhì)合金刀片和沖頭。但是，由于CVD是一個(gè)高溫過程，對于大多數(shù)的鋼質(zhì)零件，在CVD涂層后要進(jìn)行再次熱處理。 
　　 
　　1. 技術(shù)特點(diǎn) 
　　 
　　一般的CVD加工處理溫度為：Bernex高溫涂層，900～1050℃；Bernex MT CVD中溫涂層，720～900℃。涂層厚度范圍是5～12mm，但在有些情況下，涂層厚度可達(dá)20mm，工藝時(shí)間范圍為 8～24h。 
　　 
　　CVD技術(shù)具有以下特點(diǎn)： 
　　 
　　（1）涂層材料具有極高的韌性，硬度可高達(dá)HV2500～3800，抗氧化溫度可達(dá)900℃以上。 
　　 
　　（2）可同時(shí)進(jìn)行技術(shù)處理的工件數(shù)量大，可大幅提高模具制造效率。 
　　 
　　（3）在高溫處理反應(yīng)器內(nèi)無需旋轉(zhuǎn)零件。 
　　 
　　（4）無論是具有復(fù)雜幾何形狀或者有內(nèi)孔的零件，都可以實(shí)現(xiàn)高度均勻的涂層厚度。 
　　 
　�。�5）具有很好的耐高溫氧化性能。 
　　 
　　2. 典型的涂層應(yīng)用 
　　 
　　在鋁合金的冷鍛、成形、擠壓模具上的HSM涂層、硬質(zhì)合金模具的TiN/TiC涂層等表面處理方面，CVD涂層技術(shù)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVD涂層技術(shù)。其原因在于CVD涂層溫度高，涂層結(jié)合力強(qiáng)，涂層可以在5～20mm厚度上進(jìn)行選擇，同時(shí)具有很好的抗高溫氧化性能，因此在高速鋼切邊模、擠壓模上應(yīng)用效果良好。 
　　 
　　3.經(jīng)濟(jì)性分析 
　　 
　　CVD涂層技術(shù)在模具的表面改性方面，具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)性能： 
　　 
　　（1）可以提高模具的使用壽命，提高模具的耐磨性能，降低產(chǎn)品的模具成本、 
　　 
　�。�2）可以顯著提高該模具成形產(chǎn)品零件的表面質(zhì)量，顯著提高生產(chǎn)效率，減低產(chǎn)品報(bào)廢率，提高工藝穩(wěn)定性。 
　　 
　�。�3）減少模具的維護(hù)時(shí)間和維護(hù)成本，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高產(chǎn)能。 
　　 
　　愛恩邦德可為客戶提供*佳涂層解決方案，涂層大多數(shù)是多層沉積，如TiC/TiN、TiCN/Al2O3、TiCN/Al2O3/TiN復(fù)合涂層，可使產(chǎn)品使用壽命提升2～20倍以上。 
　　 
　　目前，愛恩邦德的CVD涂層技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到汽車、航空緊固件生產(chǎn)用的各種模具中，如高速鋼切邊模、沖頭、成形模、鋁合金冷鍛模、擠壓成形模、厚板以及高強(qiáng)度板成形模具。 
　　 
　　經(jīng)Lonbond CVD涂層處理的汽車緊固件模具表面性能大幅提高 
　　 
　　TD覆層處理技術(shù) 
　　 
　　TD覆層處理是一種表面超硬化處理技術(shù)，是熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理（Thermal Diffision Carbide Coating Process）的簡稱，英文簡稱“TD Coating”。 
　　 
　　1. 技術(shù)原理及特點(diǎn) 
　　 
　　TD覆層處理技術(shù)其原理是將預(yù)制好的工件放入硼砂熔鹽混合物中，在850～1050℃的溫度下通過擴(kuò)散作用于工件表面形成金屬碳化物覆層，該碳化物覆層可以是釩、鈮、鉻的碳化物，也可以是其復(fù)合碳化物，目前應(yīng)用*廣泛的是碳化釩覆層，主要特點(diǎn)是： 
　　 
　　（1）TD覆層具有很高的表面硬度，可達(dá)HV2800～3200，遠(yuǎn)高于氮化和鍍硬鉻等表面處理方法，因而具有極高的表面耐磨、抗拉傷和耐腐蝕等性能。 
　　 
　�。�2）由于表面覆層是通過金屬原子的擴(kuò)散作用形成的，因此覆層與基體具有冶金結(jié)合，結(jié)合力較鍍硬鉻、PVD或PCVD的鍍層高得多，這一點(diǎn)對于成形類模具的應(yīng)用極其重要。 
　　 
　　（3）TD覆層厚度可達(dá)4～20mm，覆層致密光滑。 
　　 
　　（4）具有極高的耐腐蝕性能。 
　　 
　�。�5）可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)處理。 
　　 
　　2. TD覆層處理使用范圍及適用材料 
　　 
　　TD覆層處理可廣泛應(yīng)用于解決或改善以下這些問題： 
　　 
　　（1）由粘著磨損所引起的模具與工件或工件與工件之間的拉傷、粘附問題，如各類鋼板或有色金屬的拉延、彎曲、翻邊、滾壓成形和壓鑄成形等模具或其他相互接觸并有相對運(yùn)動(dòng)的工件表面，采用TD覆層處理是目前解決此類問題*好的方法之一，并可以提高其使用壽命數(shù)倍至數(shù)十倍。 
　　 
　�。�2）由磨粒磨損、粘著磨損、摩擦氧化或其共同作用而引起的工件尺寸超差等問題，如沖裁、冷鐓、粉末冶金等模具或其他零配件，通過TD覆層處理后，可提高使用壽命數(shù)倍至數(shù)十倍。 
　　 
　　對于該技術(shù)的適用材料，只要材料含有一定量的碳元素，如含碳量大于0.3%的各類鋼鐵材料、硬質(zhì)合金等，都可以在工件表面形成VC覆層。但根據(jù)使用條件的不同，要獲得良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)性，材料的選擇頗有講究，建議與專業(yè)的技術(shù)供應(yīng)商共同開展。 

3. 應(yīng)用實(shí)例 
　　 
　�。�1）汽車沖壓件成形模具 
　　 
　　在高強(qiáng)度鋼板和厚料板的沖壓成形過程中，未經(jīng)過表面處理的工件表面拉傷嚴(yán)重，有些甚至無法正常生產(chǎn)。經(jīng)TD覆層處理后，一方面根本上解決了工件表面的拉傷問題，無須經(jīng)常停機(jī)修磨模具，提高了生產(chǎn)效率，改善了產(chǎn)品的外觀。另一方面，模具壽命一般可以達(dá)數(shù)十萬件，并能確保沖壓件尺寸的一致性，有效提升產(chǎn)品品質(zhì)。 
　　 
　�。�2）粉末冶金模具 
　　 
　　被加工材料為磁鐵粉，原來模具材料Cr12，壽命2～4萬次，后改用Cr12MoV或SKD11，并進(jìn)行TD覆層處理，壽命達(dá)到20～40萬次，壽命提高10倍以上。 
　　 
　　TD覆層技術(shù)*早在20世紀(jì)70年代由日本豐田中央研究所研制成功并申請專利，經(jīng)過多年的完善和發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于各類模具和零部件產(chǎn)品上。20世紀(jì)90年代初，長沙特耐金屬材料科技有限公司開始該項(xiàng)技術(shù)的研究工作，經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用摸索，技術(shù)體系成熟，并成功應(yīng)用于多種模具和零部件上。多年來，我公司已為豐田、本田、大眾、現(xiàn)代和江鈴等汽車配套企業(yè)，以及其他家電、五金、制管等行業(yè)的數(shù)百家零部件生產(chǎn)企業(yè)提供模具和零部件表面處理服務(wù)，使用戶取得了優(yōu)異的使用效果。 
　　 
　　TD覆層組織的結(jié)構(gòu) 
　　 
　　激光表面強(qiáng)化技術(shù) 
　　 
　　激光表面強(qiáng)化技術(shù)目前主要的應(yīng)用方式有兩種：一是模具表面激光淬火硬化，二是模具表面局部損傷部位的激光熔焊修復(fù)。該技術(shù)非常適用于絕大部分汽車?yán)�延模具，既適用于新制模具，又適用于在役模具。模具材料包括各類灰鑄鐵、鉻鉬合金鑄鐵及空冷鋼，對于反復(fù)補(bǔ)焊過或火焰淬火模具亦有顯著強(qiáng)化效果。 
　　 
　　1. 技術(shù)亮點(diǎn) 
　　 
　　（1）激光淬火層硬度達(dá)HV800～1100，具有極好的耐磨性和抗拉傷能力，一次修模后壽命較火焰淬火提高5～50倍。 
　　 
　　（2）激光淬火層硬度、層深均勻，與基體有很強(qiáng)的結(jié)合力。 
　　 
　�。�3）激光淬火處理后變形量極小，無須作任何校正和加工處理。 
　　 
　�。�4）激光熔焊技術(shù)可對模具表面局部拉傷等損傷部位進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)效果明顯優(yōu)于其他焊接方法。 
　　 
　　（5）具有很高的處理速度，通�？蛇_(dá)0.5m2/h。 
　　 
　�。�6）只需對模具磨損部位進(jìn)行針對性處理，而無須全部處理模具表面。 
　　 
　�。�7）顯著提高拉延件表面質(zhì)量。 
　　 
　　2. 實(shí)際應(yīng)用 
　　 
　　我公司目前已批量對國內(nèi)十多家汽車企業(yè)進(jìn)行了汽車?yán)�延模激光�?qiáng)化處理服務(wù)，均取得了十分顯著的效果。例如，在對

相關(guān)新聞

·模具表面處理技術(shù)工藝選擇趨勢

·模具表面處理技術(shù)工藝選擇比較探討