Toepassing van geavanceerde keramische deklaag in vormmaterialen

Toepassing van geavanceerde keramische coating in vormmaterialen

Matrijs is het gereedschap dat de plano in een specifieke vorm en afmeting maakt onder invloed van externe kracht. Er kan worden gezegd dat er geen vorm is, er geen moderne industrie is, het ontwikkelingsniveau van de matrijsindustrie een belangrijke indicator is om het niveau van de hele verwerkende industrie in het hele land te meten, dus het is ook bekend als de "moeder van de industrie". In elektronica, auto's, motoren, elektrische apparaten, instrumenten, meters, huishoudelijke apparaten en communicatieproducten is 60 tot 80 procent van de onderdelen afhankelijk van schimmelvorming. De hoge precisie, hoge complexiteit, hoge consistentie, hoge productiviteit en laag verbruik van mallen zijn onvergelijkbaar met andere productiemethoden. Bijvoorbeeld, in de meest gebruikelijke auto, vormen automobieldekseldelen die zijn gevormd door een stempelmatrijs, auto-inwendige onderdelen die zijn gevormd door spuitgietmatrijs en verschillende motortransmissiedelen die zijn gevormd door precisiesmeedwerk alle de precisie en efficiëntie van de matrijsindustrie.

Fig.1 de nieuwe mal van yinbaoshan toegepast op Peugeot 3008 (fotobron: yinbaoshan nieuwe mal)

De traditionele matrijsproductie wordt echter in het algemeen uitgevoerd in een ruwe omgeving, afwisselend temperatuur, stressomstandigheden maken de gietvorm gevoelig voor verschillende vermoeidheidsbeschadigingen; Bovendien maakt de ernstige wrijving tussen de stroom van metalen kunststof en de vormholte schimmelvorming tot een van de belangrijke faalvormen. Daarom is de ontwikkeling van nieuwe hoge hardheid, hoge slijtvastheid, hoge sterkte van het gietmateriaal betreft.

Figuur 2 jiangsu senwei precisie smeden auto-onderdelen geproduceerd door blok-extrusieproces, die verschillende complexe vormdelen kunnen verwerken, maar hoge vervormingstemperatuur en vormkracht, die grote uitdagingen vormen voor het vormen van materialen
(foto door sen wei precisie smeden)

Al in de jaren 90 werden boriumcarbide-keramiek in malmaterialen in China gebruikt. De boriumcarbide tekening die is ontwikkeld door mudanjiang boorcarbide onderzoeksinstituut is gemaakt van boor carbide poeder met een hoge zuiverheid en ultra-fijne deeltjesgrootte, die wordt geperst onder hoge temperatuur en hoge druk. Het heeft een hoge hardheid en goede slijtvastheid en kan worden gebruikt als de belangrijkste slijtvaste component van de tekenapparatuur in de kabelindustrie.

Keramische materialen hebben echter een hoge hardheid, hoge temperatuurbestendigheid, antiaanbakvorm en andere voordelen tegelijkertijd, de toepassing van de grootste moeilijkheid is de broosheid van keramiek, als een bros materiaal, de breuktaaiheid ervan is laag, bijna niet bestand tegen trekspanning, beperkt dit defect de toepassing als een hele vorm. Om dit probleem op te lossen, kunnen keramische materialen worden gecombineerd met metalen materialen om een hoge hardheid en slijtvastheid te garanderen, evenals een goede plasticiteit en taaiheid van metalen materialen. Het kan ook worden gebruikt als een oppervlaktelaagd materiaal, dat is bevestigd aan het oppervlak van traditionele vormmaterialen om een "harde buitenkant maar taaie binnenkant" vorm te vormen. Deze twee "van elkaar leren" methoden zijn op grote schaal gebruikt.

Cermet schimmel

In 2017 onthulden xiong wei en zijn collega's van het jiangxi-instituut voor mechanische wetenschappen een metaalkeramische vorm met behulp van een warm extrusieproces. In deze studie worden W, Ti en andere metaalcarbiden toegevoegd aan het mengsel van metaal-keramische materialen. Na droogpersen, koud isostatisch persen, geen druksintering, mechanische verwerking en andere processen, wordt een nieuwe generatie w-ti-metaalkeramische hete extrusiematrijs ontwikkeld, die de traditionele technologie van het produceren van hete extrusiematrijs met hoog gelegeerd staal doorbreekt. De testresultaten laten zien dat de levensduur van w-ti hete extrusiematrijs 7,5 keer groter is dan die van traditioneel gelegeerd staal.

(tip: het extrusieproces vereist een zeer hoge matrijs en de gebruikelijke extrusiedruk is hoger dan 2000 MPa. Daarom is het onderzoek naar nieuwe vormmaterialen vaak relevant voor de ontwikkeling van nieuwe extrusiematrijsmaterialen De initiële massalextrusie van staal werd als moeilijk te bereiken beschouwd, omdat er een ultrahoge sterkte van het vormmateriaal moet zijn om een dergelijke grote extrusiedruk te weerstaan, koude extrusie voor het eerst massaproductie van stalen onderdelen is wereldoorlog ii, Duitsland gebruikte een nieuw legergereedschapstaal en fosfateren verzepingstechnologie om te bereiken. Traditionele extrusie wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur.In de afgelopen jaren moeten sommige materialen met hoge sterkte bij hoge temperatuur worden geperst, hetgeen hogere eisen stelt aan vormmaterialen.

Bovendien gebruikten vroege studies over het algemeen de sintermethode voor hete pers om cermet te bereiden, waarbij metaaldeeltjes werden gebruikt om de keramische vorm van aluminiumoxide te versterken om de broosheid van keramische materialen te overwinnen. Naast de verhardingstechnologie van aluminiumoxide-keramiek heeft de centrale zuid-universiteit samen met het aluminiumbedrijf China een nieuw vormmateriaal ontwikkeld met behulp van metaal Ti om siliciumnitridekeramiek te versterken, en is van mening dat siliciumnitride betere rode hardheid, slijtvastheid en veelomvattend is mechanische eigenschappen dan aluminiumoxide, en is een van de meest ideale materialen voor het vervaardigen van hete extrusiematrijzen.

Een keramische coating die van buiten hard is maar van binnen hard

Vergeleken met het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe gietvormmaterialen van cermet, is de theorie van keramische coating eenvoudiger en zijn de werkelijke bedrijfskosten lager. De huidige methoden omvatten chemische dampafzetting (CVD) en fysische dampafzetting (PVD), waarvan de laatste meer wordt gebruikt. PVD-technologie is een boogontladingstechnologie met lage spanning en grote stroom onder vacuümconditie, die gebruik maakt van gasontlading om het doelmateriaal te verdampen en zowel de verdampte substantie als het gas ioniseert, en GEBRUIKT het versnellingseffect van een elektrisch veld om de verdampte vloeistof af te zetten stof en de reactieproducten ervan op het werkstuk.

Tabel 1. Korte analyse van PVD-coating sterft

Het Zwitserse Hatebur is een van 's werelds toonaangevende leveranciers van matrijsapparatuur. Het is het eerste bedrijf dat titaannitridebekleding via PVD aanbrengt op de stempel van koude extrusiematrijs. (kleine tip: bij het extrusieproces kan de algemene PVD-coatingmethode van titaniumnitride alleen worden gebruikt onder 450 ° C , de temperatuur is koude extrusie wrijving, materiaal en de temperatuur van de matrijsinterface heeft dit kunnen bereiken; en als u wilt gebruik warme extrusie, om het verlies van coating te voorkomen, vaak door CVD-methode, zodat de werktemperatuur kan oplopen tot meer dan 800 ℃ . Bovendien, het gebruik van CVD-methode van titaniumcarbide coating, kan de werktemperatuur 950 ℃ tot 1100 ℃ bereiken )

In november 2017, de derde in het hele land "Internet +" wedstrijd van studenten innovatieve onderneming, xi 'een jiaotong universiteit "originaliteit cloud tu" -project won de gouden medaille, en wordt beschouwd door het organiserend comite is het meest waardevolle project onderneming, op dit moment, het bedrijf begon Pre - A ronde van financiering te zijn, is van plan om aandelen 10% over te dragen, voornamelijk gebruikt voor het contract van de bouw en de bouw van een professioneel team. Het is gemeld, "originaliteit cloud tu" project geïnitieerd door xi 'an jiaotong universiteitsdocumentatie Qian Dan na 85, momenteel vertrouwen op onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling van coating-technologie, deskundig team in hogescholen en universiteiten, en onderzoek en ontwikkeling platform, ontwikkeld inclusief titanium nitride, titaniumnitride koolstof, chroom, chroomnitride aluminiumnitride reeks van keramische PVD coating technologie, ter vervanging van de traditionele metaal of legering plating coating methode, voor de mal op "zachte" egel bepantsering.



Fig. 4 steekproef van vakmanschap wolk coating met behulp van PVD-methode (foto bron: vakmanschap wolk coating)

Over het algemeen is de toepassing van traditioneel staal of hard-legeringsmatrijs zeer volwassen, maar in sommige meer ernstige werkomstandigheden staan prestaties en het leven voor grote uitdagingen. Zoals opgemerkt in de tip, de traditionele koude extrusie-technologie is warme extrusie richting, in het warme extrusieproces, omdat de temperatuur hoger is, traditionele materialen rood hardheid verschil probleem in toenemende mate blootgesteld, keurt keramische materiaal coating na de harde materiaalprestaties, levensduur, verminderen de veelvuldige vervangende mal, hebben betere economische voordelen bereikt. Daarentegen wordt de toepassing van keramische materialen die worden versterkt door metaaldeeltjes in de industrie zelden vermeld, voornamelijk omdat de prijs van monolithische keramische metalen mal nog steeds erg duur is en de voorspelling van de levensduur in het laboratorium slechts beperkt is. Echter, de ontwikkeling van een gecombineerde concave matrijs, zodat de matrijs een meer flexibele vorm heeft, voor de noodzaak om de hoge temperatuur en druk van het matrijsdeel onder ogen te zien, kan worden gebruikt om het keramische materiaal te versterken, en de rest van de overblijvende delen , gebruik nog steeds relatief goedkope traditionele materialen. Bovendien, de vraag naar roestvrij staal, hittebestendig gelegeerd staal is de ontwikkeling van de hete vormen van technologie, in aanwezigheid van hoge weerstand tegen vervorming, hoge temperatuur verwerking van de omgeving, metaal keramische schimmel is nog steeds de moeite waard uit naar.

IKS PVD , moudle PVD coatingmachine vervaardiging , als u de details van de machine nodig heeft, neem dan contact op met: iks.pvd@foxmail.com