H13模具鋼及鋁合金壓鑄模具表面改性技術
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作者:13963813331
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發布時間: 2019-08-28
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熱作H13?模具鋼以及鋁合金壓鑄模的表面改性目前主要在以下兩個方面：
?。?）鐵素體氮碳共滲和硫氮碳共滲技術和PVD涂層技術
國內外在這兩方面進行的研究論文有了發表， 但具體工業應用報導不多。專門從事材料表面改性技術的法國HEF集團在一些國際性會議上以論文形式報導了H13鋼表面改性工業應用的實例，同時艾福表面處理技術（上海）有限公司（HEF Shanghai）結合舍福表面處理技術有限公司（TS Shanghai）的實踐匯同國外的相關文獻（尤其是NADCA的專家和Case Western Reserve 大學教授的工作）作一定描述。
熱作H13模具鋼以及鋁合金壓鑄模的表面改性目前主要在以下兩個方面：
?。?）鐵素體氮碳共滲和硫氮碳共滲技術和PVD涂層技術
國內外在這兩方面進行的研究論文有了發表， 但具體工業應用報導不多。專門從事材料表面改性技術的法國HEF集團在一些國際性會議上以論文形式報導了H13鋼表面改性工業應用的實例，同時艾福表面處理技術（上海）有限公司（HEF Shanghai）結合舍福表面處理技術有限公司（TS Shanghai）的實踐匯同國外的相關文獻（尤其是NADCA的專家和Case Western Reserve 大學教授的工作）作一定描述。
?。?）解決H13模具鋼表面改性問題的最佳途徑是在模具材料表面涂覆硬膜，使其不被鋁合金熔液潤濕，同時涂覆的硬膜也賦予模具材料表面的腐蝕磨損抗力。國內對汽車轉向操作系統的鋁合金工件壓鑄成型模具中的挺桿（38CDV5，相當于H13鋼）表面沉積3μm厚的CERTESS SD 涂層，其硬度可達0～4500HV，使用溫度可達800℃，還可抗鋁合金的黏結，使用壽命提高至10萬次，是未進行沉積處理挺桿的6~7倍。
對如何獲得這種不被液態金屬潤濕的硬質膜， Colorado School of Mines(CSM)的D.Zhong和J.J.Moore等提出多層優化涂膜的結構是：
?、傧葘13模具基體進行表面改性，如采用鐵素體氮碳共滲或離子滲氮；
?、?0～100nm的結合中間層（adhesion interlayer）如Ti或Cr；
?、壅{整基材和涂層之間由于壓鑄作業引起的熱殘余應力的中間過度層（intermediate graded layer），這可應用有限元模擬方法確定，他們舉例認為，這取決于所選的工作硬化層，當工作層選用Al2O3層時，這中間過渡層為Ti－Al－N梯度層；
?、芄ぷ魍繉?，與液態金屬或玻璃不相潤濕（non wetting）， 對Al合金壓鑄，可采用CrN，TiAlN，TiCB和Al2O3等。相應多層結構膜總厚在5～8μm之間。
在模具工件上通過PVD技術獲得優異質量的涂層， 應該依賴于高性能的設備和能優化選擇的工藝參數。這種設備最好具有下述技術要求：
?、偻扛蔡幚頊囟鹊?；
?、诶@涂性好；
?、弁繉映练e均勻；
?、懿捎迷鰪婋x化率技術；
?、菥_的涂層成分控制；
?、抟欢ǖ某练e速率；
?、吣苓M行多層復合涂；
?、嗄艿玫郊{米結構的涂層；
?、峋哂蠵VD和CVD的工作模式；
?、饽苓呁扛策吙涛g，獲得最佳的涂層質量。
