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模具表面处理 模具表面处理 一 前言 随着汽车制造业的发展 每年新车的需求数量和对汽车商品的质量要求也越来越高 如何持续提升产品的制造品质和生产效率是汽车制造业规模化生产的重要管理课题 在改善冲压产品生产质量和效率方面 模具的质量和稳定性及可靠性不仅关系到生产能力更直接关系到生产成本 因此 模具表面硬度是目前提高冲压产品质量和效率的有效保障 二 模具表面处理的重要性 1 零件缺陷 翻边拉毛 拉延开裂 拉延 翻边等类模具 其共同特点是工件在成型过程中 模具与被加工材料的接触表面要产生相对滑动 工件和模具表面易产生拉伤 也有称为拉毛 划伤 或拉丝的 拉伤的后果是影响产品的外观 严重的可能导至零件开裂 二 冲压尺寸类型 二 模具表面处理的重要性 2 解决方法 解决工件成型过程中的拉伤问题应依照减小粘着磨损的基本原则 通过改变接触副的性质 来改善或解决工件的拉伤问题 三 模具表面处理分类 分类 通过对模具进行表面处理特别是对模具进行表面超硬化处理是解决工件表面拉伤问题经济而有效的方法 表面处理方法有多种 比较常用的如下 镀层方面 镀硬铬 化学镀镍磷 TD覆层处理 刷镀特种合金 物理气相沉积PVD 物理化学气相沉积PCVD 化学气相沉积CVD 渗入处理方面 渗硫 渗硼 渗氮 表面超硬化处理方面 1 1镀层方面 电镀 化学镀 刷镀是通过电化学或化学反应的方法 于工件表面形成合金镀层 工艺不同 合金镀层性能各异 目前应用最广泛的是镀硬铬 修复后 修复前 三 模具表面处理分类 1 2镀硬铬原理 将直流电流的正负极分别用导线连接到镀槽的阴 阳极上 当直流电通过两电极及两极间含金属离子的电解液时 电镀液中的阴 阳离子由于受到电场作用 发生有规则的移动 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 这种现象叫 电迁移 此时 金属离子在阴极上还原沉积成镀层 而阳极氧化将金属转移为离子 三 模具表面处理分类 1 3镀硬铬工艺路径 三 模具表面处理分类 二 冲压尺寸类型 2 1表面超硬化处理方面 表面超硬化处理是指化学气相沉积 CVD 物理气相沉积 PVD 物理化学气相沉积 PVD TD覆层处理 此类表面处理的共同特点是都可以在工件表面形成HV2000以上的硬化层 并具有极高的耐磨抗咬合等性能 目前使用较多的为TD覆层处理 三 模具表面处理分类 未经TD处理 TD处理后 采用金属碳化物扩散覆层TD ThermalDiffusionCoatingProcess 原理 是在一定的处理温度下将工件置于以硼砂熔盐为载体的特种介质中 通过特种熔盐介质中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应 扩散在工件表面而形成一层几微米至二十余微米的钒 铌 铬 钛 铱 钽等金属碳化层 2 2TD覆层原理 三 模具表面处理分类 2 3TD覆层工艺流程 三 模具表面处理分类 温度 通常在850 1050 之间 核心工艺在900 960 之间 不同的材料有不同的处理温度 加工周期 核心工序约12 20小时 全部工序大约为40 60小时之间 工件收入检查抛光装夹预热清洗回火TD核心工艺预检测抛光检测公差调整发运包装出具检测报告 二 冲压尺寸类型 3 1渗入处理方面 渗入处理方面是将工件放入含某种或某几种化学元素的介质中 通过工件与介质的物理化学作用 这种或这几种元素渗入工件表面 从而改变了工件表面的成分和组织结构 并赋予工件不同的物理 化学和机械性能 目前常用的是 渗碳 渗氮 渗硼 渗硫几种 如PPD 脉冲等离子扩散 三 模具表面处理分类 二 冲压尺寸类型 3 2PPD原理 PPD技术是通过氮离子渗透到模具基体表面来形成超硬抗磨损表面 在真空环境中 通过腔体壁之间的电压和载荷 氮气和氢气分子电离 工具表面可见 气体离子开始与模具基体离子反应形成硬化渗氮区域 处理工艺是通过渗透扩散而非涂层进行的 三 模具表面处理分类 二 冲压尺寸类型 3 3PPD工艺流