模具鋼材料選擇與表面處理實(shí)例分析.

1、模具鋼材料選擇與表面處理實(shí)例分析去年，我們開始為國(guó)外的一家生產(chǎn)商生產(chǎn)數(shù)碼相機(jī)外殼零部件。在生產(chǎn)過程中，我們遇到了一些影響生產(chǎn)效率的問題。在對(duì)零件沖孔過程中，由于沖孔 用的模具沖針磨損失效或斷裂情況時(shí)有發(fā)生，而且存在很大的隨機(jī)性，因此需要比較頻繁 地停機(jī)換針，很影響生產(chǎn)。為此，我們?cè)囼?yàn)了兩種模具鋼，瑞典一勝百的ASP23 和臺(tái)灣生產(chǎn)的SKD11 o ASP23 的硬度較高，因此不易磨損，但韌性稍差；SKD11 的韌性較好， 不易斷裂，但硬度較低，容易磨損失效。在價(jià)格上，ASP23要明顯貴于SKD11 , ASP23 每公斤幾百元，SKD11 每公斤幾十元。為了更好的改善模具沖針的性能，我們找了多

2、家從事表面處理的公司。其中有深圳的一家公司，鍍氮化鈦(TiN)，還有一家香港公司鍍類金剛石(DLC)膜，此外，還有一家北京公司，提供非晶金剛石(ta-C)鍍膜。我們對(duì)氮化鈦(TiN)都比較熟悉，它是一項(xiàng)已經(jīng)很成 熟的技術(shù)，有廣泛的應(yīng)用，而近年來，類金剛石(DLC)膜的應(yīng)用也漸漸興起，非晶金剛石(ta-C)鍍膜則是一項(xiàng)全新的技術(shù)。對(duì)于三家的試驗(yàn)結(jié)果，我們做了比較：氮化鈦(TiN)鍍件的效果很不明顯，并不是如其在市場(chǎng)上宣傳的那樣；類金剛石(DLC)膜鍍件效果稍好于氮化鈦(TiN);而非晶金剛石(ta-C)鍍膜的效果我們比較滿意，在首次非晶金剛石(ta-C) 鍍膜試驗(yàn)時(shí)，所有 SKD11 鍍件的平均

3、壽命提高了3倍，ASP23 鍍件的平均壽命提高了1倍，而且所有鍍件壽命的提高幅度很平均，通常，新技術(shù)都存在工藝不夠穩(wěn)定的問題， 為了驗(yàn)證這種技術(shù)的穩(wěn)定性，我們又進(jìn)行了第二次試驗(yàn)，這次同樣使用ASP23 和SKD11 兩種材質(zhì)的模具鋼，而且鍍件的數(shù)量比第一次試驗(yàn)多，試驗(yàn)結(jié)果令我們很吃驚，ASP23 鍍件的平均壽命提高了 2倍，而SDK11 鍍件的平均壽命提高了近7倍，對(duì)此，我們問了該公司的技術(shù)人員，他們解釋說，對(duì)鍍膜工藝進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，因此鍍膜效果更好了。由于SKD11的成本明顯低于 ASP23 ，鍍膜效果也好于 ASP23 ，因此，我們采用了我們后來又問了北京這家公司的技術(shù)人員，為什么類金剛石

4、(DLC)和氮化鈦(TiN)的效果不夠理想，他們說，他們的技術(shù)工作溫度在常溫進(jìn)行，通常是低于80攝氏度，而類金剛石(DLC)和氮化鈦(TiN)的成膜溫度通常是幾百度，較高的溫度使鋼材產(chǎn)生退火或者回 火效應(yīng)，降低了原有鋼材的質(zhì)量；膜層與基材的結(jié)合力也是影響效果的重要因素，類金剛 石(DLC)和氮化鈦(TiN)鍍膜通常都是用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，膜層只是沉積在鍍件表面，非晶金剛石鍍膜采用先進(jìn)的表面離子活化技術(shù)，從而使鍍層深入基材表面，膜基結(jié) 合力明顯提高，在沖壓過程中，膜層就不易脫落；在表面硬度方面，金剛石的硬度要高于 氮化鈦(TiN)，而非晶金剛石膜中純金剛石的含量超過70 %，類金剛石膜的含量通常只有20 %，最高只能到 60 %，因此，非晶金剛石膜的硬度是三者中最高的；在表面光潔度方 面，非晶金剛石膜的摩擦系數(shù)低于0.10 ，氮化鈦(TiN)膜為0.55 ，類金剛石(DLC)膜為0.15。在開始使用非晶金剛石膜沖針后，我們又進(jìn)行了絲錐的鍍膜試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果大致如下：對(duì)有氧化層的絲錐鍍膜后效果不明顯，而無氧化層鍍膜絲錐壽