模具表面自潤滑超耐磨處理技術(shù)

1、模具表面自潤滑超耐磨處理技術(shù) 隨著工業(yè)的發(fā)展，模具的需求量越來越大，模具壽命也愈來愈引起人們的重視。在生產(chǎn)中，很多模具存在易損傷，需頻繁刃磨、修理等現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)進度和產(chǎn)品質(zhì)量。    823模具專用抗磨劑是北京郵電大學(xué)化學(xué)防護研究所彭道儒教授發(fā)明的DJB823固體薄膜保護劑（國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB130091）系列產(chǎn)品之一。該產(chǎn)品抗腐蝕，具有良好的潤滑性能和耐磨性能，可使模具壽命提高310倍，而且成本低、操作簡單、周期短、見效快。    一、產(chǎn)品特點    1.有機合成物:823抗磨劑是兩種

2、具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)以潤滑劑與金屬緩蝕劑相結(jié)合的一種人工有機合成物。該合成物是具有永久偶極矩的強極性分子，能通過分子端基所具有的靜電場力和配位場力與金屬原子的空軌道形成化學(xué)鍵結(jié)合，其結(jié)合力為30150千卡/mol，比分子間結(jié)合力大11300倍。    2.極性分子：極性分子由頭和尾組成，極性分子頭內(nèi)有密集的電子云團，其中能量較大的電子進入金屬表面原子的空軌道與金屬原子形成化學(xué)鍵結(jié)合（共價鍵和配位鍵），具有很強的極性。整個分子長度約3537Å    3.作用機理:    a.防腐性: 涂敷

3、823抗磨劑的金屬表面，可以形成一層完整的保護膜。這層膜由無數(shù)個極性分子定行排列而成，構(gòu)成了一層固體薄膜，隔絕了空氣和水分等介質(zhì)對金屬表面的接觸，顯示出優(yōu)良的防腐蝕性能。    b.潤滑性：涂敷823抗磨劑的兩個金屬的相互運動實際上是鉚在金屬表面上的823抗磨劑極性分子尾與尾之間的摩擦，形成非金屬與金屬之間的摩擦。    c.耐磨性：涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成多分子結(jié)構(gòu)，一般有34層,厚度約200Å(20nm)。如超過4層，823抗磨劑分子不能定向排列，形成物理吸附層。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層，形成摩擦

4、為薄膜與薄膜之間的摩擦，涂與不涂提高耐磨性11.09倍。    d.使用方便：823抗磨劑工藝簡單，將工件處理后放進823溶液中浸泡13分鐘取出烘干即可形成一層致密的干性保護膜，厚約12微米。該膜層不影響工件的尺寸精度與固有的物理特性。    e.成本低廉:500ml溶液可涂敷57平方米的表面積，涂敷成本每平方分米約0.20.5元。    f.應(yīng)用廣泛：823抗磨劑的工藝適用于各種金屬材料，不僅能在鋼鐵制品表面而且在粉末冶金和鑄鐵件表面形成厚度均勻、組織致密的保護層。廣泛用于鋼鐵、鑄鐵、鋼管、鋼板以及金、

5、銀、銅等有色金屬和非金屬材料的表面處理。    g.結(jié)合強度高：823抗磨劑與金屬基件結(jié)合強度高，不起皮、不脫落、不生銹；既保持了金屬基件原機械性能，而且增加了耐磨性與耐腐蝕性。    h.涂層均勻：823抗磨劑涂層均勻致密。不論是淺孔、深孔、管道內(nèi)壁、制品拐角等形狀復(fù)雜的表面，都能進涂層均勻行表面處理，無麻點、無氣孔。    823抗磨劑可以同時滿足潤滑、耐磨、導(dǎo)電、絕緣、防潮濕、防霉菌、防鹽霧、防手汗、耐沖擊、防工業(yè)大氣、耐高低溫等十六個性能指標(biāo)。其綜合性能指標(biāo)達到或超過了通過國家專利局和國家科委情報

6、中心檢索的、世界專利收集到的文獻資料上的技術(shù)性能指標(biāo)，居國際先進水平。二. 提高模具的耐磨性    沖裁、拉伸等模具在生產(chǎn)中處于反復(fù)縻擦狀態(tài)，必須提高它們的耐磨性來延長使用壽命。如采用新材料、表面處理新工藝等方法，存在成本高、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長等缺點。823抗磨劑與Cr12、CrMoV、T10A等黑色金屬原子形成共價鍵結(jié)合，其結(jié)合力為30150千卡/摩爾，比分子間結(jié)合力（即范德法力）大11300倍，在沖壓過程中雖然承受了強大的工藝力，也不會使涂層脫落。    涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成定向排列的多分子結(jié)構(gòu)，一般34層，厚度約

7、20nm。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層形成摩擦為薄膜與薄膜之間的摩擦；應(yīng)用于沖裁、拉伸、彎曲、壓鑄等冷沖模具上，可大大提高它們的耐磨性，效果顯著。     a.減少模具刃磨次數(shù)；省工、省時，減輕勞動強度。                     b.使工件尺寸穩(wěn)定，大大提高產(chǎn)品的合格率。         &#

8、160;           c.延長模具壽命310倍，降低模具材料成本和制造成本。    三.保證良好的潤滑    在沖壓過程中，由于存在著強大的摩擦力，需要添加高強度專用潤滑油來降低摩擦系數(shù)從而減少摩擦力以提高工件質(zhì)量和延長模具壽命。目前有很多方法可以提高模具表面的硬度，如表面淬火、鍍硬鉻、氮化處理等，但這些方法都存在著一個共同的缺點，即只能提高模具表面的硬度，卻不能降低表面摩擦系數(shù)和減少摩擦力。    當(dāng)模具表

9、面涂敷823抗磨劑后，在其表面形成一層完整的保護膜，這層膜由無數(shù)個抗磨劑的極性分子定行排列而成。涂敷823抗磨劑的兩個金屬的相互運動實際上是鉚在金屬表面上的823保護劑極性分子尾與尾之間的摩擦，具有良好的自潤滑特性，抗咬合（粘結(jié)），可降低工件與模具之間的摩擦系數(shù)510倍和減少摩擦力1/3以上。     a. 提高工件斷面質(zhì)量，減少毛刺。                     b. 降低

10、表面粗糙度，使產(chǎn)品表面光亮，不拉花，也不起龜裂。                  c. 可使落料順暢，避免出現(xiàn)堵塞。                     d. 對用于批量生產(chǎn)的模具效果顯著。       

11、              四.抗腐蝕及防銹    823抗磨劑具有優(yōu)良的防護性能，強疏水性；防潮濕、鹽霧以及SO2、H2S、CO2等對金屬的腐蝕氧化。該保護膜耐單一溶劑的擦洗。涂敷823抗磨劑的模具在使用或庫存中無需防銹處理，也會長期保持不氧化生銹。    五、應(yīng)用范圍             &

12、#160;       1.汽車工業(yè)      a.氣缸 活塞 凸輪軸 換檔凸輪 分離凸輪 氣門挺桿 活塞銷                  b.曲軸 銅套 軸瓦 軸承 齒輪 連桿 高壓油泵 噴油嘴 各種鏈條    2.航空工業(yè)         &

13、#160;        a.各類閥體 閥芯 接頭 儀器外表外殼                 b.表盤指針 陀螺 螺母 螺桿 整流罩                     3.機加工業(yè)   &#

14、160;             a.模具:沖裁模 拉伸模 撥絲模 擠壓模 壓鑄模                 b.量具:卡尺 角尺 千分尺 千分表 螺紋塞規(guī) 螺紋止規(guī) 高度尺               

15、     c.刀具:車刀 創(chuàng)刀 鏜刀 絲錐 板牙 銑刀 拉刀 創(chuàng)齒刀 插齒刀4. 紡織工業(yè): 紡織刮板 送料導(dǎo)桿 錠子棘輪 紡織針 噴絲頭 鋼領(lǐng)    5. 石化工業(yè): 各種閥門 泵殼 抽油泵 抽油桿 熱交換器及各種軸、套、管、葉片等    6. 其它: a.柱塞式液壓泵 齒輪泵 剪板機 導(dǎo)彈導(dǎo)軌 機床導(dǎo)軌 手表扣；b.各種標(biāo)準(zhǔn)件 縫紉機零件 自行車零件 電動工具 振動盤 刀片    六、823模具專用抗磨劑涂敷工藝    1工具及設(shè)備 

16、;   1.1 恒溫干燥箱（頂部有出氣孔），溫度范圍：室溫150；或電吹風(fēng)500W。    1.2 恒溫水浴設(shè)備（單孔/雙孔水浴鍋或其它）。    1.3 容器（250ml、1000ml燒杯或視工件大小而定）；溫度計（0200有結(jié)溫度計2支）。    1.4 漏斗、中速濾紙、搪瓷盤或不銹鋼盤各一件。    1.5 量筒（250ml）、量杯(100ml)、玻璃棒各一只。    2環(huán)境要求    2.

17、1 操作間應(yīng)清潔、防塵；并安裝通風(fēng)、排氣裝置。環(huán)境溫度應(yīng)保持在1235。    2.2 操作間禁止煙火，不準(zhǔn)使用電爐或明火直接加熱溶液或烘干工件。    2.3 配電盤和開關(guān)應(yīng)符合防火、防爆要求，或安裝于操作間之外。    3工藝流程 前處理    3.1  前處理：用機械和化學(xué)方法去積塵、油污和各種腐蝕產(chǎn)物。    3.2 清洗：將工件用1:1的無水乙醇（化學(xué)純）和120號溶劑汽油（或二甲苯）混合溶劑對被涂工件進行清洗，使工件表面干燥

18、、清潔。確保無腐蝕物、油污及水分（以干凈白紗布擦拭無污點為宜）。    3.3 預(yù)熱：預(yù)熱時，將清洗干凈的工件放入烘箱中，在8090下保溫20分鐘，從烘箱取出后5分鐘內(nèi)進行涂敷（工件預(yù)熱后溫度以等于或略低于溶液溫度為宜，即4555）。量少時無須預(yù)熱。    3.4 涂敷：涂敷過程應(yīng)符合下列要求：    a. 溶液澄清透明時方可涂敷，并且使溶液溫度保持在5565的范圍內(nèi)（水溫6065，加熱時用玻璃棒輕輕攪拌溶液）；b避免工件、溶液與水接觸，水浴最好封閉；c操作人員應(yīng)戴清潔的白紗手套與口罩，避免手直接接觸工件；d將預(yù)熱的工件浸入溶液中12分鐘，并適當(dāng)抖動。對不便浸涂的工件或設(shè)備，可用干凈毛刷刷涂，用電吹風(fēng)依次均勻吹35分鐘即可。    3.5 晾干：將涂敷好的工件晾置15分鐘以上，確保溶劑完全揮