塑性加工用模具的涂层研究



塑性加工用模具的涂层研究

为延长塑性加工用模具的使用寿命，需要对模具进行表面改性处理。目前，开发的表面改性处理方法包括TRD法（熔盐法）、CVD（化学蒸镀法）法（热CVD法）、等离子CVD法、PVD（物理蒸镀法）法（离子镀法、阴极真空喷镀法）及上述方法的复合处理。

例如，TRD法是由丰田中央研究所开发的表面硬化技术。该技术是在由硼砂（Na2B4O7）和卤化物组成的熔盐里，添加含有碳化物形成元素的金属及氧化物粉末，并在混合熔盐里浸渍含有碳素的物质，基材中的固溶碳素在表面附近扩散，与混合熔盐中的碳化物形成元素发生反应，从而基材表面被覆碳化物层，这种方法也称为高温TRD法。其优点是把冷模具钢的淬火温度作为处理温度，可同时进行淬火和表面硬化处理。缺点是由于高温处理，与低温处理相比尺寸变化大、变形大。其解决措施为，充分利用适用材料的特性，减少热处理造成的尺寸变化等问题。列表示出TRD法在高强度钢板冲压加工模具上的应用实例。例如，冲压加工汽车大梁材质为板厚1.8mm的780MPa级高强度钢板。模具材料使用SKDⅡ，利用TRD方法进行表面硬化处理。连续冲压100000件以上。

介绍了CVD方法、等离子CVD法、PVD法等涂膜的特性和用途。

模具表面形成的皮膜取决于被加工材质、形状、加工方法。例如，在要求模具耐磨损性的情况下，如果制品为难加工形状且材质较硬件，则皮膜适用高硬度膜；在加工容易粘着的低硬度材质制件时，一般适于采用低硬度膜。皮膜表面的粗糙度也影响模具寿命。所以，利用TRD、DVD、PCVD方法进行表面处理形成皮膜后，再实施研磨加工，可以使制件表面清洁。

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2014年第5期

作者：武田裕正

编译：郝长文