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1、PVD涂层在压铸行业应用,超微中程纳米科技(苏州)有限公司,目 录,(一)压铸行业介绍(二)压铸过程及常用压铸模具材料(三)压铸模具常见表面处理方法(四)压铸模具常见问题及涂层解决(五)PVD涂层的具体应用(六)PVD涂层生产工艺流程及检测,(一)压铸行业介绍,压铸(全称:压力铸造):将熔融合金在高压、高速条件下填充模具型腔,并在高压下冷却成型的铸造方法。压铸用的金属分类:铝合金:质量轻、制造复杂和薄壁铸件时尺寸稳定性高,耐腐蚀性强,机械性 能好,高导热以及导电性,高温下强度依然很高。 熔液温度:580-720 锌合金:最容易压铸的金属,制造小部件时很经济,产品容易镀膜,抗压强度、塑 性高,模
2、具寿命长。 熔液温度:400-550 镁合金:易于进行机械加工,强度重量比高,常用压铸金属中最轻。 熔液温度:620-700 铜合金:硬度高,耐腐蚀性强,常用压铸金属中机械性能最好,抗磨损,强度接 近钢铁。 850-950 钢合金,铅合金,锡合金,铅锡合金、镁铝合金、镁锌合金,铝硅合金等等,(二)压铸过程介绍,模具准备:清理模具模具预热喷刷涂料安装镶件压铸加工:合模浇料压射凝固开模推出工件,常用压铸模具材料,铜合金 QRO90、W403铝合金,锌合金,镁合金: 国产牌号:3Gr2W8V、4Gr5MoVSi;美国牌号:H10、H13、H21;瑞典牌号:8407、8418;德国牌号1.2344;奥
3、地利牌号W302;日本牌号:SKD61、DAC、FDAC、DH-31,(三)压铸模具常见表面处理方法,1,传统热处理工艺:淬火-回火-抛光优点:是目前模具钢材普遍采用的热处理工艺。缺点:对模具钢材硬度提高不大 ,耐高温性能差。目前基本所有的压铸模具都有这个工艺。2,表面改性技术这一类型中包括有渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。目前压铸模具采用最多的工艺是先渗碳、再经11401150淬火,550回火两次,表面硬度可达HRC5661,使压铸模具寿命提高1.83.0倍。渗碳HV900;渗氮HV1200;渗硼HV 12001800优点:对压铸模具表面硬度有比较高的提升。费用较低。缺点:加工及
4、处理时间长,对模具钢材硬度提高不大,耐高温性能不够。模具在多次渗碳渗氮后会开裂报废。,3,PVD涂层: PVD是英文Physical Vapor Deposition(物理气相沉积)的缩写,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。氮化铬铝涂层(CrAlN)CrAlN涂层具有高硬度、耐磨及优良的抗高温氧化性能.硬度 (HV 0.05) 3,200 对钢铁的摩擦系数 0.3 最高耐温 1,100 涂层颜色 明亮的灰色,微裂纹(龟裂,应力开裂)冲蚀(烧附,腐蚀)黏附(黏料,脱模
5、不畅)变形(热变形,压力变形),(四)压铸模具常见问题及涂层解决,变形(压力变形)产生原因:在压铸过程中,压铸模具承受很大的锁模力量,压射反压力等多种应力作用,模具在这些应力的长期作用下会产生弯曲变形。涂层解决: CrAlN涂层的高硬度可以保护压铸模具抵挡大部分的这些应力,延长模具的使用寿命,减少弯曲变形量。开裂(应力开裂)产生原因:压铸过程中,铝液的高压冲击,成型的时候巨大的外部压力。导致模具应力过大,并且产生疲劳极限导致开裂。特别是受力面积小的镶件及尖角部位更容易开裂。涂层解决: CrAlN涂层有极高的硬度,极高的耐磨性。相当于给模具穿上一套铠甲,保护模具不会受到直接铝液的高压冲击和磨损。
6、特别对于压铸模具的模芯,滑块,镶件,镶针等成型部件效果十分明显。,冲蚀 (烧附,腐蚀)产生原因:铝液高速充填模腔磨蹭生热,并且受到高温铝液的猛烈冲击 ,容易使模具的表面保护层被破坏 ,铝液与金属基体发生反应 ,生成较硬的化合物颗粒。在压铸过程中不停的冲刷会使这些化合物脱落,并带走基体材料,暴露出新的金属基体,如此周而复始,加剧了模具表面的损坏,形成严重的冲蚀。涂层解决:极高的耐高温性,在模具表面起到隔热层的作用,可以很好的避免压铸过程中高温的铝液和基体反应生成化合物。极高的硬度和耐磨性能够保护模具抵抗铝液的猛烈冲击和冲刷。微裂纹 (龟裂)产生原因:每个压铸循环过程中,存在剧烈的热交换,急冷急热
7、,模具温度变化很大。产生的热应力导致模具产生热疲劳,形成微裂纹。压铸循环次数增加,微裂纹进一步扩展,形成龟裂。这是铝合金压铸模具失效的主要形式。涂层解决: CrAlN涂层最高耐温 1,100 。对模具形成一层耐高温的保护层,有很好的热稳定性,并且在急冷急热的情况下模具也不容易产生微裂纹。,(五)CrAlN涂层在压铸行业的应用案例,(铝合金压铸模板),压铸模具镶件,(压铸机配件:锤头),压铸抽芯,PVD涂层在其他行业的应用案例,(1)紧固件模具(冲头、冲棒),(3)冲压拉伸模具,(2)LCD背板折弯,(4)铝型材挤压模具,(六)PVD涂层的工件进货须知,前处理:1,需要完全清理模具表面的氧化层和铝合金残留,否则会影响涂层的结合力。2,对于模具尖角,直角,在抛光是需要小心处理,不能破坏模具结构 。3,对于咬花面(皮纹面,放电面),亮面(镜面)需要和客户确认处理方式。4,严格按照客户要求确认涂层位置。模具材料:对材料的硬度和种类没特殊要求,但是要确保材料的热温稳定性450。组合模具:必须将镶嵌件和堵件全部拆卸,以便彻底清洗磨削或其他加工:表面需去除毛刺,烧痕以及细微裂缝,涂层检测参数:,谢 谢 大 家!,