第04章 模具表面处理.pptVIP

第四章 模具表面处理技术 一、渗碳 1、要求：%C：0.85-1.05；渗层深度：1.3-1.5mm，和制品材料等因素有关. 例 压制软塑料时，渗层深度0.8-1.2mm；模具有尖齿、薄边时，0.2-0.6mm。 2、常用方法：固体渗碳；气体渗碳。 3、应用：主要用于承受冲击较大，同时要求高强度和良好抗裂性能的小型模具及冷冲压成型塑料模具. 2、渗氮 (1) 渗氮特点： ①具有高的表面硬度(高达1000-1200HV)及耐磨性，且600℃不明显下降。 ②具有高的疲劳抗力和耐腐蚀性。 ③渗氮温度低,工件变形小,适合精密模具的表面强化。 ④渗氮层浅(0.7 mm)，脆性较大，只适合于含铬、钼等合金钢。 (2) 渗氮方法 ：气体渗氮和离子渗氮。目前，离子渗氮和碳氮共渗应用最广泛。 (3) 应用：受冲击较小的压铸模具、塑料模局、热挤压模具、冷冲压模具等。 3、渗硫 拉深、挤压模具等，常在干摩擦条件下工作，要求具有较小的摩擦系数。渗硫可在钢表面生成很薄的FeS薄膜（0.006 -0.008mm），降低摩擦系数，提高抗咬合性能。 渗硫方法：低温电解渗硫。 模具材料渗硫后，表面硬度可达到70~100HV，渗层具有良好的减摩性和抗咬合能力。 例1：M8螺帽模具，选Crl2钢。 ■采用常规淬火、回火工艺，使用寿命只有3 000多次； ■经固体渗硼处理后寿命为25 000-30000次； ■在渗硼的基础上进行离子渗硫处理，寿命达到100000次，且克服了粘模现象。 例2：用Crl2钢制造相机后盖板模具。 ■未渗硫时，冲压78个零件后，发生粘模和拉伤零件的现象； ■经渗硫后，模具在冲压1 500个零件后，未发生粘模现象。 5、多元共渗及复合渗 ---工件表层渗入两种以上元素的化学热处理工艺称为多元共渗。 模具上应用的多元共渗有：C-N共渗、N-C共渗、B-N共渗、S-N-C共渗等。 6、TD 法渗V、Nb、Cr 1）TD法：用熔盐浸镀法、电解法及粉末法进行扩散表面硬化处理技术的总称。应用最广泛的是用熔盐浸镀法在模具表面镀覆VC、NbC、Cr-C等碳化物薄层，俗称TD法渗钒、渗铌、渗铬。 2）性能特点： （1）金属碳化物层有极高的硬度，如VC为3000HV, NbC为2500HV，在800℃时，能保持硬度800HV以上； 摩擦系数小，耐磨性明显高于渗氮、渗硼、镀铬等表面处理方法，与硬质合金的耐磨性相当，甚至还好。 （2）碳化物层的热稳定性高，抗热粘结和抗咬合性能优良；有良好的耐蚀性，能抵抗Al、Zn合金液的侵蚀，铬的碳化物还有优越的抗氧化性。 （3）碳化物层不降低材料的韧性，抗剥落性良好. （4）TD法设备简单，操作方便，成本低，形成的碳化物层均匀，不受模具形状的影响；处理后，表面粗糙度不降低；熔盐的使用寿命长；被覆层磨损后即可重新处理，使用材料广泛，可通过淬火使基体强化。 （5）局限性：处理温度高，渗层会引起尺寸涨大，对高精度模具应采取防变形的措施。 3）TD法处理在模具中的应用 (1) 盐浴渗钒：在中、高碳钢或合金钢模具表面被覆VC层的过程。提高模具的耐磨性和抗粘着性能。 ▲设备：高温坩埚电阻炉。 ▲盐浴成分配比：85％Na2B207(脱水)+5％V2O5粉(或钒铁粉)+5％A1粉； ▲渗钒温度：850-1200℃,时间2-6h,VC层厚4-16μm，模具渗钒后可进行空冷、油冷或水冷。 ▲盐浴渗钒可以用于冲裁模、弯曲模、挤压模、拉深模、切边模、冷镦模、制管模、粉末冶金模等各种冷作模具，使用寿命与渗氮处理的模具相比，可提高几倍至几十倍。 ▲温度：900-1050℃为宜；保温时间4-10h ，根据不同材料和渗层厚度要求； ▲主要用于冲模、弯曲模、成形模、拔管模、粉末冶金成形模等模具，可以使模具寿命提高几倍至几十倍. 例1：Crl2钢制冷冲模具渗铌后，使用寿命比常规处理提高5-10倍以上。 ▲渗铬对在高温下工作或承受磨损的模具有显著效果，适用于锤锻模、压铸模、塑料模、拉深模等冷、热作模具。 例1：H13钢制造铝型材热挤压模具，经盐浴渗铬后，表面形成5-6μm碳化铬层，与渗氮后相比模具寿命提高50％以上，铝型材表面的粗糙度也较渗氮低。 例2：T8A钢制罩壳拉深模，常规处理后，每拉深100-200件需修模一次，总寿命为1500件；经渗铬处理后，可拉深1 000件以上修模，总寿命可达10000万件。 第二节 涂镀技术 一、电镀、电刷镀、化学镀 1．电镀--历史悠久，巳成为现代模具表面处理技术的重要组成部分 （1）电镀基本原理：用电化学方法在金属或非金属制品表面沉积金属或合金层。电镀时，将被镀模具和直流电源的阴极相连，要镀覆的金属(镀铬除外)和直流电源的阳极相连，并放在盛有电镀液的镀槽中。当电源与镀槽