一种新的压铸模具表面处理技术

hechuangcoating

一、背景介绍
近二十年来，我国压铸模具行业发展迅速，总产量增长明显，国产压铸模具总产量仅次于美国，已经跃居世界第二位，成为名符其实的压铸大国。但是这一成就主要源于我国凭借着得天独厚的广阔市场以及相对低廉的资源与劳动力优势，已非常明显的性价比在国际压铸件贸易市场中占据着较大优势。但是，由于国内压铸模具在原材料的使用和热处理技术上面与国际高端水平存在巨大的差距，导致压铸模具的质量难以突破，模具水平不高，一直处于中低端市场，技术水平和附加值偏低。
近年来随着汽车工业以超过20%的增幅发展，进入汽车领域的模具企业和模具产品比上年有大幅增加。汽车企业也对模具产品的质量提出了更高要求，促使模具企业加紧改进，不断提高水平。
模具是一种重要的工艺装备，其使用性能的好坏，寿命的高低，直接影响一个企业产品的质量，更新换代的速度，技术经济效益和产品在市场上的竞争能力。因此，世界各国都在不断地研究着使模具达到强韧化的工艺和技术，缩短模具的制造周期，提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本成为当前迫切需要解决的问题。
压铸模具材料的选择和处理是影响模具质量的主要因素之一，近几年来，随着生产制造全球化的发展，国内企业能够很方便的获得国际高质量模具材料，而后续的材料处理成为影响模具性能的关键。
二、新的模具表面处理技术
对模具表面进行处理的主要目的在于提高表面硬度、耐磨性和耐蚀性等，从而提高模具产品质量，延长模具使用寿命。近年来，国内压铸企业已经能够很好的利用这些工艺和技术最大化的提高模具质量。但是，随着工业技术水平的发展，对压铸产品的表面质量、强度以及结构简单、稳定性提出了更高的要求，因此对压铸模具提出了更高的要求。在目前材料和传统工艺性能发挥到极限情况下，尝试采用新型表面处理技术不失为一种较优选择，其中物理气相沉积技术（PVD）是近年来发展并得到迅速应用的一种。     
物理气相沉积是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等）蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上，使得工件具有更好的性能。涂层膜本身具有很高的硬度，2300 HV以上，涂层膜和过渡层组成了稳定的耐磨损耐冲击强化区，这显著提高了模具的耐磨性能和抗冲击疲劳性能，防止模具及浇注口过早开裂、龟裂、掉肉、腐蚀，有利于脱模，明显缩短修模次数，大大缩短生产周期，提高生产效率。
部分模具涂层的性能参数
产品型号 颜色  硬度（Hv） 膜厚（µm） 最高温度（℃） 摩擦系数
HC-NT-1 金黄 2300 2-5 600 0.45
HC-NT-2 银白 2000 2-30 700 0.5
HC-NT-3 亮灰 3300 2-5 1100 0.4
HC-NT-4 银灰 3000 2-7 1000 0.35
HC-NT-5 亮灰 3100 2-10 1300 0.4
 
模具涂层在抗热冲蚀、热疲劳、表面黏着以及提高寿命等方面具有独特地优势：
（1）  热冲蚀：主要是由于压铸模具高温的熔融铝液对模具告诉冲刷造成的一种表面磨损。通常情况下通过提高表面的韧性和耐磨性来改善，由于模具涂层材质为纳米金属陶瓷，其兼具了金属材料的强韧性和陶瓷材料的耐磨性，
（2）    抗热疲:是指模具在频繁的冷热交变温度下，由于应力集中造成的一种表面产生裂纹的现象。引起热疲劳的最大问题是，高温，模具表面的高温是失效的根本原因。模具涂层具有非常高的高温稳定，能够阻断大量的熔融铝液温度，为此，我们做了一些列的研究分析：

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我们做过，效果有一点，但是模次有限，一套模需做多次，费用太高。

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最重要的一点！那这种涂层在哪里能做？是不是已经广泛运用了！

戴洪超

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