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PVD镀膜在五金冲压/成型模具上的应用
   编辑:管理员   浏览:233  时间:2018-04-02 
冲压 / 成型模具表面若失效,那么其通常表现为磨损、腐蚀、开裂以及变形等。为了有效防止模具的使用寿命缩短,在对模具进行处理时,其相对运动件表面和中型腔的表面均需要达到相应的要求,必须具有较高的润滑性和硬度,从而促使其能够更好的实现对磨损的减弱,提升耐磨性能,达到更好的抗疲劳效果与防腐蚀效果,PVD 涂层处理技术的运用,就能够促使模具存在的上述问题得到有效解决。  
有研究者运用低温离子渗碳、非平衡磁控溅射 Ti/TiN 以及 PVDTi/TiN 对 Cr12MoV 冷作模具钢表面实施复合处理后,模具的表面耐磨性能与负荷能力因 PVD Ti/TiN 涂层的作用而实现了有效强化,而当模具表面在接受离子渗碳的处理后,再通过 PVD Ti/TiN 的符合处理,则更好的实现了对其符合性能的有效强化。在进行复合处理过程中,首先运用离子渗碳对中间薄层实施相应的处理,这就使得 Ti/TiN能够获得较好的支撑力,从而更好的实现对冷作模具寿命的提升。该项技术充分表明,在对表面硬度相对较差的模具进行处理时,首先可对其实施离子渗碳处理,再对其做出相应的 PVD 涂层处理,通过这种综合干预方法,可更好的实现对涂层使用寿命的有效提升。  
有研究者在 ASSAB 635 冷作模具钢的制作过程中,分别运用PECVD DLC 涂层处理技术与 PVD CrTiN 涂层处理技术,再基于此处理后对模具实施镀铬工艺的压印试验。根据表面来看,CRTiN 涂层模具压印的银币表面,其镀铬的模具和表面质量均更加的接近,但在接受 DLC 涂层处理后,其模具在进行压印时,银币表面表现出非常明显的发黑现象,这主要是由于涂层被转移至了银币的表面上,但这也充分证实了 DLC 涂层的韧性相对较差且硬度相对较高。通过对银币进行压印处理之后,其镀铬模具的作用也因此随之失效;在进行 1000枚银币的压印处理后,CRTiN 涂层仍然表现出较佳的特性,并未出现任何涂层剥裂的现象,相较于镀铬模具,其寿命也能够实现更好的提升,达到2倍及以上。除此之外,另有研究者在对银币表面进行处理时,以离子镀法在其表面镀上了一层 TiN,并且经过试验对比证实,经过该项技术处理后的印模,其寿命较之未涂层的印模提升了3倍左右。 
由于 DLC 涂层的摩擦系数非常低,并且具有较好的润滑性能,并且具有较好的耐磨性、较高的硬度以及较好的耐蚀性等,故被广泛应用各种复合管成型模具,其使用寿命也因此提升了 3 倍以上。除此之外,通过对半导体封装模具进行该应用,其寿命因此提升了近 10倍左右;通过对光盘模具进行运用,其寿命可因此提升 400 万次;通过对空调器翻遍凸模的有效运用,则能够使得其寿命可因此提升至少3 倍,而冲压的件数也能够因此至少提升 800 万次。  有研究者通过对 TiN 与多弧离子镀膜法所制备的 N 复合涂层两种方法的实施效果进行比较,结果发现,后者处理后的电池外壳成形凸模的硬度明显更高,并且其耐磨性也与 ZrN 相当。另通过对凸膜寿命进行研究,多弧离子镀膜法所制备的 N 复合涂层相较于未实施镀膜处理的凸膜,其寿命因此提升了至少 4 倍。  
在对冲裁、冲压类模具进行涂层处理时,有研究者采取了新型斜冲击滑动试验,通过该试验主要对汽车冲压件冲压模具材料承受循环冲击以及滑动力合成状态进行了模拟处理,TiN 涂层模具会表现出明显的磨损。而针对高强度钢材实施有限元软件的分析冲裁处理期间,经由抗磨减摩角度来实现对 PVD 涂覆的模拟处理,Graphit-iC 类石墨涂层、MoST 以及 CrMoN 可促使冷作模具钢寿命对涂层的影响随之减弱,根据研究结果显示,通过对减摩涂层的运用,可促使模具的等效应力出现不同程度的减弱,从而更好的实现对高强度钢冲裁模具寿命的有效提升。  
精冲是一种具有较高质量、较高效率以及较高附加值的精密塑性成形工艺,可以说通过一次冲裁即可获得较高质量的零件,精密冲压模具发生失效,同时表现为以下形式,包括模具断裂、过量磨损以及塑性变形。TiAIN 和 TiN 涂层由于具有较高的耐腐蚀热稳定性和良好的耐磨性,故在精冲行业得到了广泛运用。
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