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鑫城機械——模具技術處理

作者：admin 來源：本站發表時間：2017/10/21 點擊：1873

一、擴散法金屬碳化物覆層技術介紹
1、技術簡介
擴(kuo)散(san)法(fa)金屬碳化(hua)物(wu)覆層(ceng)(ceng)技(ji)術是將工(gong)件置于特種(zhong)介質中，經擴(kuo)散(san)作用于工(gong)件表面形成一層(ceng)(ceng)數微米至數十微米的金屬碳化(hua)物(wu)層(ceng)(ceng)。
該碳化(hua)物(wu)層具(ju)有高的硬度(du)，HV可(ke)達(da)1600~3000(由碳化(hua)物(wu)種類決定)，此外，該碳化(hua)物(wu)履層與(yu)基(ji)體冶金結合(he)，不(bu)影響工(gong)件(jian)表面(mian)光潔度(du)，具(ju)有高的耐(nai)磨、抗咬合(he)(粘結)、耐(nai)蝕(shi)等性能(neng)，可(ke)大幅度(du)提高工(gong)模具(ju)及機械(xie)零件(jian)的使用壽命。
2、與相(xiang)關技(ji)術的比較
通過(guo)在工(gong)件表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)超(chao)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)方法(fa)(fa)，是大(da)(da)幅度(du)提(ti)高(gao)其(qi)耐磨、抗咬合(he)(he)(抗粘(zhan)結(jie))、耐蝕等性(xing)(xing)能(neng)，從而(er)大(da)(da)幅度(du)提(ti)高(gao)其(qi)使(shi)用(yong)壽命的(de)有效而(er)經濟的(de)方法(fa)(fa)。目前(qian)，工(gong)件表(biao)面超(chao)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)處理(li)方法(fa)(fa)主要(yao)有物理(li)氣相(xiang)(xiang)沉(chen)積(ji)(PVD)，化(hua)(hua)(hua)學(xue)氣相(xiang)(xiang)沉(chen)積(ji)(CVD)，物理(li)化(hua)(hua)(hua)學(xue)氣相(xiang)(xiang)沉(chen)積(ji)(PCVD)，擴散法(fa)(fa)金(jin)屬(shu)碳化(hua)(hua)(hua)物履層(ceng)(ceng)技術，其(qi)中(zhong)，PVD法(fa)(fa)具(ju)(ju)有沉(chen)積(ji)溫度(du)低，工(gong)件變(bian)形(xing)(xing)小的(de)優(you)點，但由(you)于(yu)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)與(yu)基體的(de)結(jie)合(he)(he)力(li)(li)較(jiao)差(cha)，工(gong)藝繞(rao)鍍性(xing)(xing)不(bu)好(hao)，往往難以(yi)發揮超(chao)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)性(xing)(xing)能(neng)優(you)勢。CVD法(fa)(fa)具(ju)(ju)有膜(mo)(mo)(mo)基結(jie)合(he)(he)力(li)(li)好(hao)，工(gong)藝繞(rao)鍍性(xing)(xing)好(hao)等突出(chu)優(you)點，但對于(yu)大(da)(da)量的(de)鋼鐵(tie)材(cai)料而(er)言，其(qi)后續基體硬(ying)化(hua)(hua)(hua)處理(li)比(bi)較(jiao)麻煩，稍(shao)有不(bu)慎，膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)就(jiu)易(yi)破壞。因此其(qi)應用(yong)主要(yao)集中(zhong)在硬(ying)質合(he)(he)金(jin)等材(cai)料上。PCVD法(fa)(fa)沉(chen)積(ji)溫度(du)低，膜(mo)(mo)(mo)基結(jie)合(he)(he)力(li)(li)及工(gong)藝繞(rao)鍍性(xing)(xing)均較(jiao)PVD法(fa)(fa)有較(jiao)大(da)(da)改(gai)進，但與(yu)擴散法(fa)(fa)相(xiang)(xiang)比(bi)，膜(mo)(mo)(mo)基結(jie)合(he)(he)力(li)(li)仍(reng)有較(jiao)大(da)(da)差(cha)距，此外由(you)于(yu)PCVD法(fa)(fa)仍(reng)為等離子體成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)，雖然繞(rao)鍍性(xing)(xing)較(jiao)PVD法(fa)(fa)有所改(gai)善，但無法(fa)(fa)消除。
由擴(kuo)散法金屬碳化物覆層(ceng)(ceng)技(ji)術形成的(de)金屬碳化物覆層(ceng)(ceng)，與基體形成冶金結(jie)合，具(ju)有(you)PVD、PCVD無法比擬的(de)膜(mo)(mo)基結(jie)合力(li)，因此該(gai)(gai)技(ji)術真正能夠(gou)發揮(hui)超硬膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)性(xing)能優勢，此外，該(gai)(gai)技(ji)術不存在(zai)繞(rao)鍍性(xing)問題，后續基體硬化處(chu)理方便(bian)，并可多次重復(fu)處(chu)理，使該(gai)(gai)技(ji)術的(de)適用(yong)性(xing)更為廣泛。
3、技術(shu)優(you)勢
擴散法金屬碳化(hua)物覆層技術(shu)在日本、歐洲(zhou)各國(guo)、澳大(da)利亞、韓國(guo)等國(guo)應用廣泛。據調查，許多進(jin)口設(she)備上的配套模(mo)具(ju)大(da)量地使(shi)用了該技術(shu)，這些模(mo)具(ju)在進(jin)行國(guo)產(chan)化(hua)時，由(you)于缺乏(fa)相應的成熟技術(shu)，往(wang)往(wang)使(shi)模(mo)具(ju)壽命低，有(you)些甚(shen)至無法國(guo)產(chan)化(hua)。
該(gai)(gai)技術國內七十(shi)年(nian)代就(jiu)有人研究(jiu)(jiu)過，但由(you)于各方面條件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限制，工藝(yi)(yi)及設備(bei)往往難(nan)以(yi)經(jing)過批(pi)量和(he)長(chang)期生產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)驗，使該(gai)(gai)技術中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些實際(ji)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題不易暴露(lu)或難(nan)以(yi)解決，往往半(ban)途而廢。我們在(zai)十(shi)多年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)與應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程中，對該(gai)(gai)技術存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)、設備(bei)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際(ji)問(wen)題進(jin)行(xing)了(le)(le)深(shen)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)，并進(jin)行(xing)了(le)(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)，經(jing)改進(jin)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)及成套設備(bei)已能夠滿足長(chang)期穩定(ding)生產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，所處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模具壽命水(shui)平達到進(jin)口同類模具壽命水(shui)平，取得(de)了(le)(le)豐富的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各類模具實際(ji)應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產經(jing)驗，為大規模推廣應(ying)用(yong)(yong)該(gai)(gai)技術奠定(ding)了(le)(le)堅實的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術基礎。
4、適用范圍
擴散法(fa)金屬碳化物覆層技(ji)術可(ke)以(yi)廣泛(fan)應用于各類因(yin)磨(mo)損(sun)、咬合(he)而引起(qi)失效的(de)(de)工(gong)模(mo)具或機械零(ling)件。其中(zhong)，因(yin)磨(mo)損(sun)而引起(qi)的(de)(de)失效(如沖裁，冷鐓，粉末成型等模(mo)具)可(ke)提高壽命數倍(bei)至數十倍(bei)；因(yin)咬合(he)而引起(qi)的(de)(de)產(chan)品或模(mo)具的(de)(de)拉傷問題(ti)(如引伸(shen)模(mo)，翻(fan)邊模(mo)等)，可(ke)以(yi)從根本上予以(yi)解決(jue)。
適(shi)用(yong)材料：
模具鋼，含碳量大于0.3%的結構鋼，鑄鐵，硬質(zhi)合金。
二、不銹鋼(gang)焊(han)管模(mo)具表面超(chao)硬化處(chu)理技術
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼焊管是在焊管成(cheng)型(xing)機上，由(you)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼板經若干道模(mo)具(ju)碾(nian)壓成(cheng)型(xing)并經焊接(jie)而成(cheng)。由(you)于不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)強度(du)較高，且其結構為面(mian)心立方(fang)晶(jing)格，易(yi)(yi)形(xing)成(cheng)加工硬化(hua)(hua)(hua)，使(shi)焊管成(cheng)型(xing)時：一方(fang)面(mian)模(mo)具(ju)要承受較大(da)的(de)(de)摩擦(ca)力(li)，使(shi)模(mo)具(ju)容易(yi)(yi)磨(mo)損；另一方(fang)面(mian)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼板料易(yi)(yi)與模(mo)具(ju)表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)粘(zhan)結(咬(yao)合)，使(shi)焊管及模(mo)具(ju)表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)拉傷。因此，好的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼成(cheng)型(xing)模(mo)具(ju)必須具(ju)備高的(de)(de)耐磨(mo)和抗(kang)粘(zhan)結(咬(yao)合)性能。我們對進口焊管模(mo)具(ju)的(de)(de)分析表(biao)明，該(gai)類模(mo)具(ju)的(de)(de)表(biao)面(mian)處(chu)理都是采(cai)用超硬金屬碳化(hua)(hua)(hua)物(wu)或氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)覆層處(chu)理。
不(bu)(bu)銹鋼焊管(guan)成(cheng)(cheng)型模(mo)具(ju)材料一般(ban)是由高(gao)(gao)碳高(gao)(gao)鉻(ge)的Cr12MoV(或SRD11，D2，DC53)制成(cheng)(cheng)。目前國內(nei)普遍采用如下(xia)工(gong)藝流程制作模(mo)具(ju)：下(xia)料→粗加(jia)工(gong)→熱處(chu)理(高(gao)(gao)溫淬(cui)火加(jia)高(gao)(gao)溫回火)→精加(jia)工(gong)→氮(dan)化(hua)(hua)→成(cheng)(cheng)品(注：為節省成(cheng)(cheng)本，一般(ban)生產廠家現(xian)在都省去(qu)了鍛(duan)(duan)造(zao)與球化(hua)(hua)退火兩道耗時，費財工(gong)序)。由于Cr12MoV類材料屬于高(gao)(gao)碳高(gao)(gao)鉻(ge)合金(jin)鋼，其(qi)原始組織存在很(hen)大的成(cheng)(cheng)份偏(pian)析(xi)(xi)(這種偏(pian)析(xi)(xi)即使一般(ban)的鍛(duan)(duan)造(zao)也無(wu)法消除)。這樣經過熱處(chu)理(高(gao)(gao)淬(cui)高(gao)(gao)回)的模(mo)具(ju)內(nei)部(bu)組織極(ji)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)，宏觀(guan)表(biao)現(xian)為硬度極(ji)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)(HRC四十(shi)幾至六十(shi)左(zuo)右)，再(zai)經氮(dan)化(hua)(hua)處(chu)理，模(mo)具(ju)表(biao)面不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)性無(wu)法消除，基(ji)體硬度甚至進一步降低(di)，實際使用時，表(biao)現(xian)為模(mo)具(ju)及焊管(guan)表(biao)面均(jun)易拉傷，模(mo)具(ju)壽(shou)命低(di)。

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