首頁(yè) > 新聞詳情 > PVD涂層助力汽車(chē)工業(yè)發(fā)展(瀏覽:2274次)
生產(chǎn)周期長(zhǎng)、加工精度高使得模具造價(jià)高昂，同時(shí)好的模具在加工產(chǎn)品過(guò)程中應(yīng)該能夠確保產(chǎn)品表面品質(zhì)優(yōu)異。合理應(yīng)用表面處理技術(shù)以獲得高精度模具表面，是提高產(chǎn)品精度及表面質(zhì)量的必要條件。星弧涂層科技（蘇州）有限公司 錢(qián)濤
隨著汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和經(jīng)濟(jì)狀況的日益惡劣，汽車(chē)零件生產(chǎn)廠家對(duì)生產(chǎn)成本的關(guān)注與日俱增。零件生產(chǎn)成本的很大一部分來(lái)自于工具的成本，而模具則是其中一個(gè)非常重要的部分。模具因其生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工精度高而使其造價(jià)高昂，所以生產(chǎn)廠家總是希望模具使用壽命能夠足夠長(zhǎng)，同時(shí)好的模具在加工產(chǎn)品過(guò)程中應(yīng)該能夠確保產(chǎn)品表面品質(zhì)優(yōu)異。在眾多的表面處理方法中，PVD涂層無(wú)疑是解決以上問(wèn)題的首選方法。從成本的角度考慮，花費(fèi)在PVD涂層的投入只占模具成本的幾十分之一，卻能夠得到壽命和被加工零件表面品質(zhì)的顯著提升。
與傳統(tǒng)的表面熱處理方式相比，一般PVD涂層的表面硬度要高數(shù)倍至數(shù)十倍以上，這就使得經(jīng)過(guò)PVD處理的模具壽命會(huì)在原來(lái)的基礎(chǔ)上提高數(shù)倍至數(shù)十倍以上。從使用壽命的角度上看，工具的成本得以很大程度的降低。由于模具壽命的提高，機(jī)器因更換模具而停機(jī)對(duì)產(chǎn)能的影響也大為降低。
一般PVD涂層由于其本身特點(diǎn)，其摩擦系數(shù)要遠(yuǎn)小于普通金屬材料。例如，經(jīng)過(guò)表面拋光的金屬材料的表面摩擦系數(shù)一般在0.9左右，而PVD涂層材料對(duì)鋼材的摩擦系數(shù)在0.1～0.6之間。較小的摩擦系數(shù)使經(jīng)PVD處理的模具在加工過(guò)程中與被加工零件的表面摩擦降低，零件表面品質(zhì)遠(yuǎn)好于沒(méi)有涂層模具所生產(chǎn)的零件。
Cromastar和Ticastar
針對(duì)汽車(chē)零件加工行業(yè)加工的特點(diǎn)，星弧涂層積多年在PVD涂層設(shè)備和涂層工藝研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)推出兩類(lèi)涂層產(chǎn)品：Cromastar和Ticastar。
Cromastar是以CrN（氮化鉻）為基礎(chǔ)的涂層，而Ticastar是以TiCN（氮碳化鈦）為基礎(chǔ)的涂層。這兩類(lèi)涂層的基本特點(diǎn)是都具有很高的硬度（Cromastar：Hv2500和Ticastar：Hv3200）和較低的摩擦系數(shù)（Cromastar：0.1～0.2和Ticastar：0.2～0.3）。這些涂層應(yīng)用于金屬薄板（厚度<10mm）的沖壓、折彎等冷做成形模具上得到了很好的效果。
Cromastar和Ticastar的優(yōu)異性能得益于其自身設(shè)備和工藝的先進(jìn)和獨(dú)特。星弧涂層的增強(qiáng)型磁控陰極弧技術(shù)沉積很好地解決了其他電弧技術(shù)所沉積的涂層中有害顆粒過(guò)大、涂層粗糙等缺點(diǎn)，摩擦系數(shù)遠(yuǎn)低于同類(lèi)產(chǎn)品的0.8。這一特性可從掃描電子顯微鏡下采用不同技術(shù)所沉積的硬質(zhì)涂層表面狀況的明顯區(qū)別而看出（圖1）。傳統(tǒng)的電弧技術(shù)所沉積的涂層表面粗糙程度明顯較高。在硬度調(diào)節(jié)和控制上，星弧涂層完美地運(yùn)用直流偏壓和高頻高壓脈沖偏壓相互結(jié)合，涂層的硬度比市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)硬度高Hv200～300，從而在應(yīng)用上確保同等涂層厚度的條件下，涂層的耐用程度更加杰出。
星弧涂層的Cromastar和Ticastar由于其性能特性的不同，在應(yīng)用方面的選擇也有所區(qū)別。Cromastar涂層的摩擦系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好，涂層對(duì)大部分材料親和力較弱，所以在加工不銹鋼、鍍鋅等粘性較大的鋼板時(shí)，模具表面不會(huì)粘黏上被加工的材料，模具和零件均會(huì)在使用壽命范圍內(nèi)始終保持光滑的品質(zhì)。Ticastar涂層的硬度較Cromastar涂層高出Hv700左右，這一特性使其在加工較硬和較厚材料時(shí)具有優(yōu)良的特性。
應(yīng)用
以制造汽車(chē)排氣管蓋（圖2）的模具為例，該模具的主要功能為折彎拉伸成形，可選用的涂層包括普通TiN（氮化鈦）、TiAlN（氮化鋁鈦）和Cromastar等。由于TiAlN對(duì)材料的粘性較大，很容易產(chǎn)生被加工材料粘黏在模具上從而影響產(chǎn)品品質(zhì)的問(wèn)題，所以不選擇。如果該模具不做任何表面PVD處理，在使用過(guò)程中，每個(gè)模具平均沖壓100個(gè)零件，操作人員就不得不對(duì)模具進(jìn)行拋光處理。如果模具表面進(jìn)行TiN涂層處理的話，模具使用壽命可以達(dá)到5000個(gè)零件。那么如果對(duì)該模具表面進(jìn)行Cromastar涂層處理，這個(gè)壽命值將會(huì)提高到7000個(gè)零件（圖3），產(chǎn)能大為提高，而且在整個(gè)使用壽命范圍內(nèi)，無(wú)需人工對(duì)模具進(jìn)行拋光。
另外，圖3中所示的壽命狀況是針對(duì)模具上一次涂層壽命的數(shù)據(jù)。實(shí)際上Cromastar涂層的另一特性在于：涂層在使用壽命結(jié)束時(shí)，可以通過(guò)對(duì)涂層進(jìn)行退鍍的方法，將表面殘余的涂層去除同時(shí)再涂以新涂層，這樣的退鍍—涂層的工藝可重復(fù)5～6次，所以實(shí)際原始模具的壽命要遠(yuǎn)高于不涂層的模具。從實(shí)際使用所獲得的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于該產(chǎn)品的模具進(jìn)行PVD涂層所帶來(lái)的效益是非常明顯的。正確地選擇涂層類(lèi)型，可以使得同樣一個(gè)模具在成本和壽命上得到最為優(yōu)異的發(fā)揮。在這一應(yīng)用上Cromastar涂層無(wú)疑是最好的選擇。
結(jié)語(yǔ)
星弧涂層獨(dú)具大型模具涂層能力為汽車(chē)零件生產(chǎn)行業(yè)又增添了一條表面處理的途徑?？紤]到汽車(chē)零件生產(chǎn)行業(yè)的特點(diǎn)，星弧涂層的PVD涂層設(shè)備能夠處理尺寸較大的零件，最大的模具尺寸可達(dá)500mm×200mm×150mm的模具鑲件，這一能力在很大程度上解決了行業(yè)內(nèi)對(duì)大型模具的PVD處理需求。