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采用PVD涂层技术提高模具的使用寿命
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佳达

时间 : 2020-04-20 16:30 浏览量 : 4

 PVD涂层技术,适用于注塑、五金、压铸模具、零部件和切削工具,具有抗磨损和耐高温,使用寿命可提升2-10倍,能够显着提高生产效率,降低生产成本。目前,仍有不少模具企业缺乏对这项技术的了解。

 一.PVD涂层在塑料模具中的应用

 塑料模具由于要求较高,故其耐用性更加受到关注。例如,所生产的塑料中带有玻璃纤维,容易磨损模具表面,或脱模时需要提高润滑的性能。PVD涂层由于其独有的润滑性及超高的硬度,可以大大改善生产过程中所遇到的上述问题。

 1.铍铜模具

 铍铜的特点是散热快,淬火后硬度为36-42HRC。散热快(比钢材快3倍)代表注塑生产周期可以缩短,产量更高。铍铜价格昂贵,比一般塑料钢材贵,所以,任何的磨损、报废或修磨的成本都很高。基于硬度较低,所以,表面磨损是其碰到的比较严重的问题。

 考虑到硬度及铍铜的特性,涂层公司特别为铍铜模具设计了一套完善的PVD涂层方案TiN-BeCu,提高了铍铜表面的耐磨性,同时,又不会降低其导热性高的特性。

 2.精密模具

 塑料模具零件有些材料采用低温回火,有些零件的形状结构有易变形的特点,因此,采用高温处理的PVD涂层方案并不合适。在这种情况下,CrNC是的选择。CrNC抗化学腐蚀能力强,而且,它的硬度也不低于HV2000,足以应付塑料生产所要求的硬度,是塑料模具的选择。

 而精密模具镶件的特点是公差小、深槽多,要做到不变形及涂层的均衡并不容易。涂层公司对塑料模具的应用了如指掌,应用CrNC涂层为客户解决模具磨损的问题。

 3.高速多型腔大批量生产模具

 透明塑料瓶是典型高速多型腔大批量生产模具,其模具在高速生产的情况下,对表面的要求特别高,如:表面硬度高、抛光至镜面及脱模能力良好等。一般欧美生产商都乐意采用Mirror-Gold PVD涂层处理来增强模具表面的硬度,并提高润滑脱模能力。由于PVD涂层的高硬度及良好的润滑性能,因此,能缩短生产周期,提高产量。

 4.含玻纤高磨损模具

 现今汽车制造商正想方设法在不影响安全、质量的情况下,不断降低汽车的总重量,从而达到省油的目的。工程塑料质轻且强度高,是汽车零部件的良好材料。但如果碰到生产诸如尼龙加玻纤的工程塑料产品时,不管是什么类型的模具钢材,其表面磨损都特别厉害。

 为了延长使用寿命,一般欧美汽车生产商均愿意采用PVD涂层。无锡一家大型汽车配件模具及制品生产商知道PVD涂层的好处后,其所有生产尼龙汽车配件的模具均采用了PVD涂层,从而提高了模具的使用寿命。

 二.PVD涂层在五金模具中的应用

 对五金模具而言,因五金行业一般需要在金属薄片上冲孔、折弯成型等。常用的冲压配件,如冲棒,经常与被加工材料摩擦。为了延长其使用寿命,绝大多数需要表面使用PVD涂层。

 1.五金冲压模具

 五金冲压通过剪切的原理,把五金薄片冲成不同的形状。根据其加工过程,磨损、塑性变型、崩角都是其破坏的机理,所以,最理想的冲压模具必须同时拥有高硬度和高韧性。硬度高可确保抗磨损性能好,韧性好代表抗崩角性能好。

 基于模具钢材的物理性能限制,例如常用的D2材料,其硬度超过HRC62,因此,采用TiCN PVD涂层是提高表面抗磨损的办法,例如,氮化钛PVD涂层表面硬度可达到HV2400,对解决磨损问题有直接的帮助作用。不过,塑性变形还需要基体的硬度来承担。

 冲棒是冲压常用的模具,一般采用TiN-Mirror和TiCN涂层。

 2.五金成型模具

 良好的五金拉伸模具要求硬度高,兼有润滑性能良好的表面。一般的冷作钢可以达到HRC62,但钢材表面润滑度低,PVD涂层可以满足这两方面的要求。TiCN是很好的拉伸涂层,其硬度可达到HV3700,但摩擦系数可低于0.2。

 三.PVD涂层在压铸模具中的应用

 压铸模具的生产条件最严苛。在高温的金属溶液通过高压力注射,并且模具表面不停地热胀冷缩,导致压铸模具的使用寿命很短,在生产时不停地需要修模、维护。

 PVD TiAlN-F3涂层可以解决部分压铸模具碰到的问题,但延长其寿命的效果比刀具要相对差些。涂层公司针对此问题,研发了PVD涂层前处理的新技术,在改善液体金属粘模和热龟裂方面取得了一定的成绩。


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