模具表面处理

1、模具表面处理模具表面处理模具表面处理目录第第一一章章前言第第二二章章模具表面处理重要性第第三三章章模具表面处理分类第第四四章章各项指标对比一、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、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

2、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。被成型工件的原材料方面 通过对原材料进行表面处理，如对原材料进行磷化，喷塑或其它表面处理，使被成型材料表面形成一层非金属膜层，可以大大减轻或消除工件的拉伤问题. 缺点：成本高工件与模具之间 在模具与成型材料之间加一层PVC之类的薄膜，有时也可以在一定程度上解决工件的拉伤问题 缺点：效率低，成本高模具方面

3、在模具方面，通过改变模具材料或对模具进行表面处理，使被成型材料与模具这对接触副性质发生改变 缺点：需反复处理三、模具表面处理分类分类分类 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。镀层方面镀层方面镀镀硬硬铬铬化化学学镀镀镍镍磷磷TD覆覆层层处处理理刷刷镀镀特特种种合合金金物理物理气相气相沉积沉积PVD物理物理化学化学气相气相沉积沉积PCVD化学化学气相气相沉积沉积CVD渗入处理方面渗入处理方面渗渗硫硫渗渗硼硼渗渗氮氮表面超硬化处理方面表面超硬化处理方面1.1 镀层方面镀层方面 电镀、化学镀、刷镀是通过电化学或

4、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。 修复后修复后修复前修复前三、模具表面处理分类1.2 镀硬铬原理镀硬铬原理 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 镀硬铬镀硬铬工艺路径工艺路径三、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方面 表面超硬化处理是

5、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TDTD处理TDTD处理后采 用金属碳化物扩散覆层TD (Thermal Diffusion Coating Process)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。2.2 TD覆层原理覆

6、层原理三、模具表面处理分类2.3 TD覆层工艺流程覆层工艺流程三、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。二、冲压尺寸类型3.1 渗入处理方面渗入处理方面 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.

7、2 PPD原理原理 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3.3 PPD工艺流程工艺流程三、模具表面处理分类二、冲压尺寸类型4.1 表面处理后硬度表面处理后硬度四、优缺点对比工艺工艺PPD镀硬镀硬铬铬PVD，PCVDTD覆层处理覆层处理硬度硬度（HV）1200100020003000280032004.1 适用场合适用场合工艺工艺PPD镀硬镀硬铬铬PVD，PCVDTD覆层处理覆层处理场合场合负荷相对较小的成型负荷相对较小的成型类、翻边模具类、翻边模具负荷相对较小的成型负荷相对较小的成型类、翻边模具类、翻边模具负荷相对较小的成负荷相对较小的成型类模具型类模具负荷较大的成型类负荷较大的成型类模具镶块模具镶块二、冲压尺寸类型4.3 优点优点四、优缺点对比工艺工艺PPD镀硬镀硬铬铬PVD，PCVDTD覆层处理覆层处理硬度硬度（HV）成本高、处理周期成本高、处理周期长长存在薄壳效应容易存在薄壳效应容易脱落脱落镀层与母材结合力镀层与母材结合力较差较差、工件变形大、工件变形大处理温度高，工件会处理温度高，工件会产生变形甚至开裂的产生变形甚至开裂的现象现象4.4 缺