塑性加工用模具的涂層研究

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塑性加工用模具的涂層研究

為延長塑性加工用模具的使用壽命，需要對模具進行表面改性處理。目前，開發的表面改性處理方法包括TRD法（熔鹽法）、CVD（化學蒸鍍法）法（熱CVD法）、等離子CVD法、PVD（物理蒸鍍法）法（離子鍍法、陰極真空噴鍍法）及上述方法的復合處理。

例如，TRD法是由豐田中央研究所開發的表面硬化技術。該技術是在由硼砂（Na2B4O7）和鹵化物組成的熔鹽里，添加含有碳化物形成元素的金屬及氧化物粉末，并在混合熔鹽里浸漬含有碳素的物質，基材中的固溶碳素在表面附近擴散，與混合熔鹽中的碳化物形成元素發生反應，從而基材表面被覆碳化物層，這種方法也稱為高溫TRD法。其優點是把冷模具鋼的淬火溫度作為處理溫度，可同時進行淬火和表面硬化處理。缺點是由于高溫處理，與低溫處理相比尺寸變化大、變形大。其解決措施為，充分利用適用材料的特性，減少熱處理造成的尺寸變化等問題。列表示出TRD法在高強度鋼板沖壓加工模具上的應用實例。例如，沖壓加工汽車大梁材質為板厚1.8mm的780MPa級高強度鋼板。模具材料使用SKDⅡ，利用TRD方法進行表面硬化處理。連續沖壓100000件以上。

介紹了CVD方法、等離子CVD法、PVD法等涂膜的特性和用途。

模具表面形成的皮膜取決于被加工材質、形狀、加工方法。例如，在要求模具耐磨損性的情況下，如果制品為難加工形狀且材質較硬件，則皮膜適用高硬度膜；在加工容易粘著的低硬度材質制件時，一般適于采用低硬度膜。皮膜表面的粗糙度也影響模具壽命。所以，利用TRD、DVD、PCVD方法進行表面處理形成皮膜后，再實施研磨加工，可以使制件表面清潔。

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2014年第5期

作者：武田裕正

編譯：郝長文