模具是零件成形过程中的重要工具,在工业生产方面以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的模子,主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造等制品的成形加工过程中。模具是精密工具,结构复杂,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求。在使用过程中,模具会受到外部作用力和高热量的冲击,并且模具表面还会与坯料间存在剧烈的摩擦作用。因此,模具的材料需要有良好的耐磨性、强韧性、抗疲劳断裂性能、抗高温性能等。为此,我们需要采用涂层技术来改变、提高模具的一些性能,下面小编为大家讲解一下涂层材料可以改善模具表面哪些性能的相关知识吧。
我们要根据模具表面性能的不同来进行选择不同的涂层材料,即改善不同的模具表面性能要使用不同的涂层材料。
一、改善模具表面耐磨性能的涂层材料
由于模具的工作环境和服役条件不同,模具工作时的磨损机制也不尽相同,因此对模具表面涂层的耐磨性要求也是不同的。
目前耐磨涂层的种类很多。从涂层材料的组成方面,氧化物中有氧化铬氧化铝、氧化钛等,碳化物中有碳化铬、碳化钨、碳化钛以及它们和金属的复合物,氮化物中有氮化钛、氮化硅等;从耐磨损的机理方面,铁基、镍基、钴基材料或在这些涂层材料中加入WC、Al2O3、Cr2O3、ZnO等陶瓷颗粒获得复合涂层,可显著提高其抗磨料磨损性能,同时可以增大或改变摩擦副间的物理、化学及晶体结构的差异和性质,从而提高其抗粘着磨损性能。
另外,在边界润滑条件下,钼涂层具有优异的耐粘着磨损性能;钴基自熔合金、镍/铝以及陶瓷涂层可以提高耐热磨损性能;镍基自熔合金、自熔合金加铜粉、不锈钢、超细A12O3、Cr2O3、WC复合涂层可以显著提高零件的耐冲蚀磨损和耐气蚀磨损能力。
二、提高模具表面耐蚀性能的涂层材料
模具在使用过程中,除了要求足够的强度和表面硬度外,还需要一定的耐腐蚀性能。目前耐腐蚀涂层材料的研究主要集中在两个方面,一是利用涂层材料与基体材料的标准电极电位差异实现阴极保护,如锌、铝及其合金涂层对钢铁具有良好的防护作用,可以在表面形成致密的氧化铝涂层,使其具有很好的耐腐蚀性能、抗氧化性能。二是实现基体材料与周围环境的隔离,切断腐蚀通道。聚苯胺涂料与钢、铁和其它金属材料作用后,可以在金属表面形成一层纯净的氧化铁离子,而这层纯净的氧化铁离子能阻止金属发生腐蚀。
目前研究的耐蚀涂层一般都兼顾耐磨性,因此在涂层材料的选择上都选用既具有高硬度,又具有耐蚀性能的氧化物或其它金属间化合物。钨金刚耐磨涂料是由耐磨、抗蚀材料(如陶瓷、碳化硅、金刚砂、钛合金等)与改性增韧耐热树脂进行复合得到的高性能耐高温、耐磨抗蚀聚合陶瓷材料,适合于高温耐磨、抗蚀要求的模具工作表面制备耐磨防腐涂料。
涂层材料可以改善模具表面哪些性能
三、增强模具表面抗高温性的涂层材料
对于热作模具,由于模具与高温接触时间长、模具温度高,易于造成模具型腔塌陷、磨损、表面氧化和热疲劳。采用涂层可以起到耐热和隔热的作用,对模具材料进行保护。
热障涂层的作用是在零件和高温环境之间充当热屏障,常用涂层材料是氧化锆。该涂层材料具有高熔点、低热导率、良好的高温化学稳定性、与基体材料接近的热膨胀率以及优良的力学性能,成为目前应用非常广泛的热障涂层陶瓷材料。
四、改善模具表面其他性能的涂层材料
这类涂层主要起到装饰保护性和其它功能性作用,主要有:
1、提高与嵌件相容性的涂层材料,如铅-锡、铅-铜-锡等复合材料;
2、防止钢铁基体遭受空气侵蚀的镀锌涂层;
3、优于修复和制作的工程涂层,如铬、银、铜等金属涂层材料。
以上就是关于涂层材料可以改善模具表面哪些性能的相关介绍。通过上文可知,模具在应用过程中需要具有很高的性能要求,而改善模具表面原本性能的通常方法就是采用镀膜涂层技术,涂覆不同材料的涂层改善模具表面的不同性能。