6模具表面处理与模具寿命（简）

nullnull第六章 模具 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面处理工艺 ---表面强化技术与模具寿命null现代模具的要求：“三高” ---高精度、高效率、高寿命。 模具主要失效形式：磨损和疲劳。 提高模具寿命的根本措施： ① 提高模具的冲击韧性； ② 提高模具表面的耐磨性。null一、模具的表面强化技术分类 1、表面改性技术 1）表面喷丸强化： 2）表面相变强化： 表面淬火：感应、火焰、激光等。null表面溶扩处理： ① 渗C、N、B； ②渗V、Cr、Ti； ③复合渗技术。 离子注入：N+、N++Ag+。null2．涂镀技术 1）电火花强化覆层： 2）电镀层： ① 镀硬质合金或合金； ② 化学镀层（Ni+P合金）； ③ 弥散镀层（如镀Ni+SiC）。 3）热喷涂层：火焰、等离子。 4）涂覆层：防锈剂，润滑济。null3、薄膜技术 1）化学气相沉积： ① 一般CVD； ② 低压等离子（L-PCVD）； ③ 射频直流脉冲微波（RW-PCVD）。null2）物理气相沉积： ① 离子镀膜 ② 浅射涂层 ③ 真空蒸发镀膜null二、表面处理的目的 1）强化层： 应具有比基体更高的强度，并与基体牢固结合，不易脱落。 2）润滑层： 使模具材料与炽热工件相互隔开，减小摩擦系数。null三、表面强化技术与模具寿命 1．喷丸强化 1）作用： 冷作强化； 改善表面粗糙度； 去除电火花加工后的“白亮层”； 表面产生高的压应力，细晶强化。null2）应用： 落料模、冷冲模、冷镦模、热锻模等以疲劳失效形成为主的模具。null3）喷丸模具的寿命 例1、电动机定、转子模 模具材料Cr12： 喷丸前：1.2～3.3万次/刃； φ0.5mm铸钢丸喷后：11万次/刃。 null例2、定子单槽冲模（Cr12）： ① 喷前：52万次/刃； ②φ0.3玻璃丸喷后：70万次/刃。null例3、活动板热精压模（3Cr2W8V）： ①喷丸前：0.175万次； ②φ0.5铸钢丸喷后：0.263万次； ③φ0.3玻璃丸喷后：0.517万次。 null2．表面相变强化 1）高温淬火 + 高温回火 3Cr2W8V： ① 大大提高二次硬化效果，模具寿命大大提高； ② 大大提高钢的韧性。null例1、变速箱齿轮胎模： 1050℃淬火 + 620℃回火，0.42～0.5万件； 1150℃淬火 + 670℃回火，2.080～2.140万件。null例2、挤铜凸模： 1050℃淬火+620℃回火， 0.12万件； 1200℃淬火+680℃回火， 0.33万件。null例3、40Cr销轴热锻模： 1050～1100℃淬火+600～620℃回火，0.05～0.2万件； 1150℃淬火+660～680℃回火， 0.17～1.0万件。 null2）快速加热表面淬火： ① 细化晶粒； ② 板细马化体耐磨； ③ 产生较大表面压应力，具有较高的抗疲劳能力。null模具激光强化处理后，表面硬度提高15～20%。 null例1、山字型硅钢片铁心冲模（Cr12）： 原工艺：淬火+低温回火； 激光强化处理后：寿命提高33%～60%。 null例2、裁纸刀（T10）： 原工艺：调质； 激光强化处理后：寿命提高350倍，达300万冲次。 null例3、铝饭盒拉深模（45）： 原工艺：火焰淬火； 激光强化处理：寿命提高6～9倍。null3．表面扩渗处理 1）目的： 提高表面的耐磨性，抗咬合性，疲劳强度等。 2）工艺： C、N、C+N、C+N+B、S+N+C、Cr、V、Ti等扩渗。null例如、稀土表面强化： ① 提高渗速（催渗作用）； ② 强化表面； ③ 净化表面。null3）扩渗处理对模具寿命的影响 （1）渗硼模具 例1、冷镦M16六方螺母凹模 Cr12MoV； ① 淬火+低温回火：0.3～0.5万件； ② 渗硼+淬火+低温回火： 5.0～6.0万件。null例2、汽车轮胎热压冲模（3Cr2W8V） ① 淬火+高温回火：0.1万件； ② 渗硼 + 淬火 + 高温回火： 0.42万件。null例3、釉油砖模板（Cr12MoV） ① 淬火+低温回火：6～7个班； ② 45：渗硼：28个班。 null例4、运输机连接环锤锻模 5CrMnMo； ① 淬火+ 高温回火： 400～1200件； ② 固体渗硼 + 淬火： 2500～4000件。null（2）渗金属 例1、螺母拉深模（Cr12MoV） ① 淬火+低温回火： 0.1～0.2万件； ② 淬火+ 低温回火+ 渗矾： 1.0万件。null例2、纪念币（Cr12MoV） ① 淬火+低温回火：3.0万件； ② 淬火+ 低温回火+渗矾： 7.0万件。null例3、65Nb孔用档圈凸凹模： 常规：1.0万件； 盐溶渗矾：8.0万件。 null例4、拉深凹模（Cr12MoV）： 常规：20～30件/刃磨； 渗矾：7130件/刃磨。null4．离子注入 1）目的： ① 形成多种极其弥散的硬质化合物； ② 细晶强化； ③ 固溶强化； ④ 保证模具精度。 null2）对寿命的影响 例1、铜拉丝模（WC-6%Co）+ 注入N离子后，延寿4～6倍。 例2、环形冲压模（工具钢）: 注入N离子，寿命提高10倍。null例3、注塑模（WC-6%Co）： 注入N离子，延寿5～8倍。 例4、硅钢片冲头（WC-6%Co）： 注入N离子，延寿6倍。 例5、塑料挤压模（P-20工具钢）： 注向N离子，延寿2倍。null5．电火花强化覆层 1）目的： ① 将硬质导电材料溶渗到工件表面，构成合金化表面强化层。 ② 大大提高了模具表面的耐热性，耐蚀性，红硬性，耐磨性； ③ 但强化层薄，表面较粗糙，涂层均匀性差等缺点。null2）对模具寿命的影响： 例1、冲压硅钢片（0.35～4mm厚）的落料模，电火花强化后，延寿2～3倍。 例2、电火花溶渗处理后的前轮壳锻模，寿命提高20%左右。null6．电镀层（镀铬层） 1）特性： 耐磨、减摩、耐热、耐腐蚀、摩擦系数低、防咬合、便于脱模、表面光亮等特点； 但与钢的结合强度有限，热膨胀系数差异大。null2）应用： 非金属材料成形型腔模的表面硬化，不适合用于受急冷急热的热作模。 null7．热喷涂层 1）特点： 耐磨，耐蚀，减摩，抗咬合等。 2）应用： 适合大型模具，严重磨损条件的模具，具广泛修补模具。null例1、冷拨无缝钢管内模： ① 原工艺：45渗碳 + 镀铬，寿命为冷拨20～40根； ② 现工艺：火焰的喷涂镍基耐磨涂层，可冷拨250根。null 例2、玻璃模具（灰口铸铁） 经热喷涂镍基自熔合金，寿命提高5倍以上。 null8．薄膜技术 1）化学气相沉积（CVD）特点： ① 可沉积各种材料； ② 有较好的覆盖性； ③ 但沉积温度高800～1200℃。null2）物理气相沉积（PVD）特点： ① 沉积温度低（200～400℃）； ② 沉积速度高达4～50m/h（CVD为1～2m/h）。 3）沉积薄膜对模具寿命的影响（TiC、TiN）null例1、Cr12MoV钢落料模，拉深模，弯曲模，冲孔模等： 采用PVD或CVD沉积TiC； 模具寿命提高3倍以上。 null例2、高速钢冷作模具： 沉积TiC和TiN； 使用寿命提高6～10倍。null例3、65Nb和LM2钢制电池冲模： 采用PVD沉积TiN； 模具寿命由6～10万件提高到22万件以上。 null 总之，采用表面强化处理的方法合理，模具使用寿命可提高几倍甚至数十倍。