Ứng dụng của lớp phủ gốm sứ cao cấp trong vật liệu khuôn

Ứng dụng của gốm sứ tiên tiến trong vật liệu khuôn

Die là công cụ làm cho trống thành một hình dạng và kích thước cụ thể dưới tác động của ngoại lực. Có thể nói, không có khuôn mẫu, không có ngành công nghiệp hiện đại, trình độ phát triển của ngành công nghiệp khuôn là một chỉ số quan trọng để đo lường mức độ của ngành công nghiệp sản xuất của cả nước, vì vậy nó còn được gọi là "mẹ của ngành công nghiệp". Trong điện tử, ô tô, động cơ, thiết bị điện, dụng cụ, mét, thiết bị gia dụng và các sản phẩm truyền thông, 60 đến 80 phần trăm của các bộ phận phụ thuộc vào hình thành khuôn. Độ chính xác cao, độ phức tạp cao, tính nhất quán cao, năng suất cao và mức tiêu thụ khuôn thấp là không thể so sánh với các phương pháp sản xuất khác. Ví dụ, trong ô tô phổ biến nhất, các bộ phận vỏ ô tô được hình thành bằng cách dập khuôn, các bộ phận bên trong ô tô được hình thành bằng khuôn phun và các bộ phận truyền động cơ khác nhau được hình thành bằng cách rèn chính xác đều cho thấy độ chính xác và hiệu quả của ngành công nghiệp khuôn.

Hình 1 khuôn mới của yinbaoshan áp dụng trên Peugeot 3008 (nguồn ảnh: khuôn mới yinbaoshan)

Tuy nhiên, việc xử lý khuôn truyền thống thường được thực hiện trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ xen kẽ, điều kiện căng thẳng làm cho khuôn dễ bị hư hỏng do mỏi khác nhau; Ngoài ra, ma sát nghiêm trọng giữa dòng chảy kim loại nhựa và khoang khuôn làm cho mòn khuôn trở thành một trong những hình thức hỏng hóc quan trọng. Do đó, sự phát triển của độ cứng cao mới, khả năng chống mài mòn cao, độ bền cao của vật liệu khuôn đã được quan tâm.

Hình 2 jiangsu senwei rèn chính xác các bộ phận ô tô được sản xuất theo quy trình đùn khối, có thể xử lý các bộ phận hình dạng phức tạp khác nhau, nhưng nhiệt độ biến dạng cao và lực tạo hình, đặt ra những thách thức lớn đối với vật liệu đúc
(ảnh do rèn wei rèn chính xác)

Ngay từ những năm 1990, gốm cacbua boron đã được sử dụng trong các vật liệu khuôn ở Trung Quốc. Khuôn vẽ cacbua boron được phát triển bởi viện nghiên cứu cacbua boron cacbua được làm bằng bột boron cacbua với độ tinh khiết cao và kích thước hạt siêu mịn, được ép dưới nhiệt độ cao và áp suất cao. Nó có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt và có thể được sử dụng làm thành phần chống mài mòn chính của thiết bị vẽ trong ngành công nghiệp cáp.

Tuy nhiên, vật liệu gốm có độ cứng cao, chịu nhiệt độ cao, khuôn chống dính và các ưu điểm khác đồng thời, việc áp dụng khó khăn lớn nhất là độ giòn của gốm, vì là vật liệu dễ vỡ, độ bền gãy của nó thấp, hầu như không thể chịu được sức căng, khuyết tật này giới hạn ứng dụng của nó như một khuôn mẫu. Để giải quyết vấn đề này, vật liệu gốm có thể được kết hợp với vật liệu kim loại để đảm bảo độ cứng và chống mài mòn cao, cũng như độ dẻo và độ bền tốt của vật liệu kim loại. Nó cũng có thể được sử dụng làm vật liệu phủ bề mặt, được gắn vào bề mặt của vật liệu khuôn truyền thống để tạo thành khuôn "cứng bên ngoài nhưng cứng bên trong". Hai phương pháp "học hỏi lẫn nhau" đã được sử dụng rộng rãi.

Khuôn gốm

Năm 2017, xiong wei và các đồng nghiệp của ông tại viện khoa học cơ khí jiangxi đã tiết lộ một khuôn gốm kim loại bằng cách sử dụng quy trình ép đùn nóng. Trong nghiên cứu này, W, Ti và các cacbua kim loại khác được thêm vào hỗn hợp vật liệu gốm kim loại. Sau khi ép khô, ép đẳng nhiệt lạnh, không thiêu kết áp suất, xử lý cơ học và các quy trình khác, một thế hệ mới của khuôn đùn nóng bằng kim loại-gốm-kim loại được phát triển, phá vỡ công nghệ truyền thống sản xuất khuôn đùn nóng bằng thép hợp kim cao. Kết quả thử nghiệm cho thấy tuổi thọ của khuôn đùn nóng w-ti gấp 7,5 lần so với thép hợp kim truyền thống.

(mẹo: quá trình ép đùn đòi hỏi khuôn rất cao và áp suất ép đùn phổ biến là trên 2000MPa. Do đó, nghiên cứu về vật liệu khuôn mới, các tài liệu liên quan thường rơi vào sự phát triển của vật liệu khuôn ép đùn mới. Đã được coi là khó đạt được, vì phải có độ bền cực cao của vật liệu khuôn để chịu được áp lực ép đùn lớn như vậy, lần đầu tiên sản xuất hàng loạt các bộ phận thép là chiến tranh thế giới thứ hai, Đức đã sử dụng thép công cụ hợp kim mới và công nghệ xà phòng hóa photphat hóa để đạt được. Đùn truyền thống được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Trong những năm gần đây, một số vật liệu cường độ cao phải được ép ở nhiệt độ cao, đưa ra yêu cầu cao hơn đối với vật liệu khuôn.

Ngoài ra, các nghiên cứu ban đầu thường sử dụng phương pháp thiêu kết ép nóng để chuẩn bị gốm kim loại, trong đó sử dụng các hạt kim loại để làm cứng khuôn gốm alumina để khắc phục độ giòn của vật liệu gốm. Ngoài công nghệ làm cứng gốm alumina, đại học trung tâm miền nam, cùng với tập đoàn nhôm của Trung Quốc, đã phát triển một vật liệu khuôn mới sử dụng kim loại Ti để tăng cường gốm silicon nitride, và tin rằng silicon nitride có độ cứng đỏ tốt hơn, chống mài mòn và toàn diện tính chất cơ học hơn nhôm oxit, và là một trong những vật liệu lý tưởng nhất để sản xuất khuôn ép đùn nóng.

Một lớp phủ gốm cứng ở bên ngoài nhưng cứng ở bên trong

So với nghiên cứu và phát triển vật liệu khuôn mới của gốm kim loại, lý thuyết về lớp phủ gốm đơn giản hơn và chi phí vận hành thực tế thấp hơn. Các phương pháp hiện tại bao gồm lắng đọng hơi hóa học (CVD) và lắng đọng hơi vật lý (PVD), phương pháp sau được sử dụng rộng rãi hơn. Công nghệ PVD là công nghệ phóng hồ quang với điện áp thấp và dòng điện lớn trong điều kiện chân không, sử dụng phóng khí để làm bay hơi vật liệu mục tiêu và làm ion hóa cả chất bay hơi và khí, và sử dụng hiệu ứng gia tốc của điện trường để làm bay hơi chất và các sản phẩm phản ứng của nó trên phôi.

Bảng 1. Phân tích tóm tắt về lớp phủ PVD

Công ty Hatebur của Thụy Sĩ là một trong những nhà cung cấp thiết bị chết hàng đầu thế giới. Đây là công ty đầu tiên áp dụng lớp phủ titan nitride thông qua PVD cho cú đấm ép đùn lạnh. (mẹo nhỏ: trong quy trình ép đùn, phương pháp mạ PVD chung của titan nitride chỉ có thể được sử dụng dưới 450oC , nhiệt độ là ma sát đùn lạnh, vật liệu và nhiệt độ của giao diện khuôn đã có thể đạt được; Và nếu bạn muốn sử dụng phương pháp ép ấm, để tránh mất lớp phủ, thường là bằng phương pháp CVD, do đó nhiệt độ làm việc có thể đạt trên 800oC . Ngoài ra, sử dụng phương pháp CVD của lớp phủ titan cacbua, nhiệt độ làm việc có thể đạt 950oC đến 1100oC )

Vào tháng 11 năm 2017, cuộc thi "Internet +" lần thứ ba trong cả nước của dự án đổi mới của sinh viên đại học, dự án "đám mây nguyên bản" của trường đại học jiaotong đã giành được huy chương vàng, và được ban tổ chức coi là dự án có giá trị nhất Hiện tại, công ty bắt đầu là một vòng cấp vốn, dự định chuyển nhượng cổ phần 10%, chủ yếu được sử dụng cho hợp đồng xây dựng và xây dựng đội ngũ chuyên nghiệp. Được biết, dự án "đám mây nguyên bản" do xi 'a tiến sĩ đại học jiaotong khởi xướng sau năm 85, hiện đang dựa vào nghiên cứu độc lập và phát triển công nghệ phủ, nhóm chuyên gia trong các trường đại học và đại học, và nền tảng nghiên cứu và phát triển, được phát triển bao gồm cả titan nitride, titan nitride carbon, crom, crom nitride nhôm nitride của công nghệ mạ PVD gốm, thay thế phương pháp mạ kim loại hoặc hợp kim truyền thống, cho khuôn đặt trên áo giáp nhím "mềm".



SUNG. 4 mẫu lớp phủ đám mây thủ công sử dụng phương pháp PVD (nguồn hình ảnh: lớp phủ đám mây thủ công)

Nhìn chung, việc ứng dụng vật liệu khuôn thép hoặc hợp kim cứng truyền thống đã rất trưởng thành, nhưng trong một số điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn, hiệu suất và cuộc sống đang đối mặt với những thách thức lớn. Như đã nói ở phần đầu, công nghệ ép lạnh truyền thống là hướng đùn ấm, trong quá trình ép đùn ấm, vì nhiệt độ cao hơn, vấn đề chênh lệch độ cứng màu đỏ của vật liệu truyền thống ngày càng lộ ra, áp dụng lớp phủ vật liệu gốm sau hiệu suất vật liệu cứng, tuổi thọ, giảm khuôn thay thế thường xuyên, đã đạt được lợi ích kinh tế tốt hơn. Ngược lại, việc áp dụng vật liệu gốm được gia cố bởi các hạt kim loại trong công nghiệp hiếm khi được báo cáo, chủ yếu là do giá của khuôn kim loại gốm nguyên khối vẫn còn rất đắt, và dự đoán tuổi thọ của dịch vụ chỉ bị giới hạn trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, sự phát triển của khuôn lõm kết hợp, để khuôn có dạng linh hoạt hơn, vì cần phải đối mặt với nhiệt độ và áp suất cao của phần khuôn, có thể được sử dụng để tăng cường vật liệu gốm và phần còn lại của các phần còn lại , vẫn sử dụng vật liệu truyền thống tương đối rẻ. Ngoài ra, nhu cầu về thép không gỉ, thép hợp kim chịu nhiệt đang thúc đẩy sự phát triển của công nghệ tạo hình nóng, trong điều kiện chống biến dạng cao, môi trường xử lý nhiệt độ cao, khuôn gốm kim loại vẫn rất đáng để mong đợi.

IKS PVD ， sản xuất máy phủ PVD ， nếu bạn cần chi tiết máy, liên hệ: iks.pvd@foxmail.com