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模具TD处理与PVD处理

欧佩特金属 2021-12-10 58

一、TD处理与PVD处理—硬化层的种类


1) TD处理(热扩散法)是在一定的处理温度下,将模具工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过熔盐中的金属原子和模具工件中的碳、氮原子产生化学反应,扩散在模具工件表面,形成厚度数微米超硬金属碳化层。目前应用较多的是碳化钒(VC)覆层。


2) PVD处理(物理气相沉积)是在真空条件下,以各种物理的方法产生的原子或分子沉积在基材上。 PVD处理技术可以通过改变工艺和靶材,进而改变表面硬化层的组织结构和成份,用来制备具有各种特殊力学及化学性能(如超硬性、高耐蚀性、耐热性、抗氧化性、自润滑性等)涂层,其应用更为广泛。目前PVD处理技术在模具上的应用较多的是氮化钛(TiN)、氮碳化钛(TiCN)、氮铝化钛(TiAlN)、氮化铬(CrN)等,其硬度一般低于TD覆层碳化钒的硬度。


二、TD处理与PVD处理—处理温度、基体材料及前期热处理要求


1) TD处理是属于高温处理,温度900℃-1050℃,所以TD处理技术会存在一定的变形问题,控制不好可能会出现开裂。TD处理对模具材质要求较高,一般需要采用淬火变形量比较小的高合金钢,如常用的高铬合金工模具钢Cr2MoV、SKD11、DC53、D2等。为减小模具的TD处理的变形量,建议前期热处理淬火后再进行两次高温回火。对变形量要求不高的模具,也可以不做前期热处理,直接进行TD处理。


2) PVD理技术处理温度比较低, 400℃-600℃,对于工模具其突出优点是处理后工件变形都很小。PVD处理要求对模具工件材料已进行过高温回火。要取得比较好的使用效果PVD处理对母材材质要求很高,一般应用最多的是高速钢或粉末高速钢,或是品质优良的高铬合金工模具钢如Cr12MoV、SKD11、DC53、D2等,若材质不均或成分不达标,PVD涂层处理以后效果难以体现。


三、 TD处理与PVD处理—硬化层与母材的结合力比较


TD处理硬化层与母材冶金结合,使用中不容易脱落;PVD涂层与母材结合类似电镀,属于机械结合,结合力与表面处理加工设备工艺水平有很大关系。无论采用何种加工技术,TD处理硬化层可以承受比PVD涂层更大的应力不易剥落。


四、 TD处理与PVD处理—五金冲压模具领域应用及效果比较


TD处理与PVD处理都可用于提高模具寿命和解决模具表面拉伤问题。其中TD处理可用于钢板强度590Mpa成形模具等受力比较大的场合,PVD涂层可以用于板材厚度薄,强度低的场合。精度要求很高的工模具只能采用PVD处理。


和胜金属于2016年引进日本神钢超厚超硬PVD涂层技术与设备,兼具TD处理超高硬度与高结合力与传统PVD处理不变形的优点,在汽车超高强度高板冲压(780MPa以上)成形模具上使用具有非常明显的优势,为各大汽车主机厂及冲压厂提高了生产效率,降低了生产成本。


总之,要想提高模具工件寿命,设计+选材+机加工+前期热处理+适合的表面处理,做对每一步,才能达到甚至超出预期的使用寿命。


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