PVD涂层在压铸行业的应用.ppt

PVD涂层在压铸行业应用,超微中程纳米科技（苏州）有限公司,目录,（一）压铸行业介绍（二）压铸过程及常用压铸模具材料（三）压铸模具常见表面处理方法（四）压铸模具常见问题及涂层解决（五）PVD涂层的具体应用（六）PVD涂层生产工艺流程及检测,（一）压铸行业介绍,压铸(全称：压力铸造)：将熔融合金在高压、高速条件下填充模具型腔，并在高压下冷却成型的铸造方法。压铸用的金属分类：铝合金：质量轻、制造复杂和薄壁铸件时尺寸稳定性高，耐腐蚀性强，机械性能好，高导热以及导电性，高温下强度依然很高。熔液温度：580-720锌合金：最容易压铸的金属，制造小部件时很经济，产品容易镀膜，抗压强度、塑性高，模具寿命长。熔液温度：400-550镁合金：易于进行机械加工，强度重量比高，常用压铸金属中最轻。熔液温度：620-700铜合金：硬度高，耐腐蚀性强，常用压铸金属中机械性能最好，抗磨损，强度接近钢铁。850-950钢合金，铅合金，锡合金，铅锡合金、镁铝合金、镁锌合金，铝硅合金等等,（二）压铸过程介绍,模具准备：清理模具模具预热喷刷涂料安装镶件压铸加工：合模浇料压射凝固开模推出工件,常用压铸模具材料,铜合金QRO90、W403铝合金，锌合金，镁合金：国产牌号：3Gr2W8V、4Gr5MoVSi；美国牌号：H10、H13、H21；瑞典牌号：8407、8418；德国牌号1.2344；奥地利牌号W302；日本牌号：SKD61、DAC、FDAC、DH-31,（三）压铸模具常见表面处理方法,1，传统热处理工艺：淬火-回火-抛光优点：是目前模具钢材普遍采用的热处理工艺。缺点：对模具钢材硬度提高不大，耐高温性能差。目前基本所有的压铸模具都有这个工艺。2，表面改性技术这一类型中包括有渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。目前压铸模具采用最多的工艺是先渗碳、再经11401150淬火，550回火两次，表面硬度可达HRC5661，使压铸模具寿命提高1.83.0倍。渗碳HV900；渗氮HV1200；渗硼HV12001800优点：对压铸模具表面硬度有比较高的提升。费用较低。缺点：加工及处理时间长，对模具钢材硬度提高不大，耐高温性能不够。模具在多次渗碳渗氮后会开裂报废。,3，PVD涂层：PVD是英文PhysicalVaporDeposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。氮化铬铝涂层（CrAlN）CrAlN涂层具有高硬度、耐磨及优良的抗高温氧化性能.硬度(HV0.05)3,200对钢铁的摩擦系数0.3最高耐温1,100涂层颜色明亮的灰色,微裂纹（龟裂，应力开裂）冲蚀（烧附，腐蚀）黏附（黏料，脱模不畅）变形（热变形，压力变形）,（四）压铸模具常见问题及涂层解决,变形（压力变形）产生原因：在压铸过程中，压铸模具承受很大的锁模力量，压射反压力等多种应力作用，模具在这些应力的长期作用下会产生弯曲变形。涂层解决：CrAlN涂层的高硬度可以保护压铸模具抵挡大部分的这些应力，延长模具的使用寿命，减少弯曲变形量。开裂（应力开裂）产生原因：压铸过程中，铝液的高压冲击，成型的时候巨大的外部压力。导致模具应力过大，并且产生疲劳极限导致开裂。特别是受力面积小的镶件及尖角部位更容易开裂。涂层解决：CrAlN涂层有极高的硬度，极高的耐磨性。相当于给模具穿上一套铠甲，保护模具不会受到直接铝液的高压冲击和磨损。特别对于压铸模具的模芯，滑块，镶件，镶针等成型部件效果十分明显。,冲蚀（烧附,腐蚀）产生原因：铝液高速充填模腔磨蹭生热，并且受到高温铝液的猛烈冲击，容易使模具的表面保护层被破坏，铝液与金属基体发生反应，生成较硬的化合物颗粒。在压铸过程中不停的冲刷会使这些化合物脱落，并带走基体材料，暴露出新的金属基体，如此周而复始，加剧了模具表面的损坏，形成严重的冲蚀。涂层解决：极高的耐高温性，在模具表面起到隔热层的作用，可以很好的避免压铸过程中高温的铝液和基体反应生成化合物。极高的硬度和耐磨性能够保护模具抵抗铝液的猛烈冲击和冲刷。微裂纹（龟裂）产生原因：每个压铸循环过程中，存在剧烈的热交换，急冷急热，模具温度变化很大。产生的热应力导致模具产生热疲劳，形成微裂纹。压铸循环次数增加，微裂纹进一步扩展，形成龟裂。这是铝合金压铸模具失效的主要形式。涂层解决：CrAlN涂层最高耐温1,100。对模具形成一层耐高温的保护层，有很好的热稳定性，并且在急冷急热的情况下模具也不容易产生微裂纹。,（五）CrAlN涂层在压铸行业的应用案例,（铝合金压铸模板）,压铸模具镶件,（压铸机配件：锤头）,压铸抽芯,PVD涂层在其他行业的应用案例,（1）紧固件模具（冲头、冲棒）,（3）冲压拉伸模具,（2）LCD背板折弯,（4）铝型材挤压模具,（六）PVD涂层的工件进货须知,前处理：1，需要完全清理模具表面的氧化层和铝合金残留，否则会影响涂层的结合力。2，对于模具尖角，直角，在抛光是需要小心处理，不能破坏模具结构。3，对于咬花面（皮纹面，放电面），亮面（镜面）需要和客户确认处理方式。4，严格按