Aplikasi Lapisan Keramik Canggih Dalam Bahan Cetakan

Penerapan pelapisan keramik canggih pada bahan cetakan

Die adalah alat yang membuat blank menjadi bentuk dan ukuran tertentu di bawah aksi kekuatan eksternal. Dapat dikatakan bahwa tidak ada cetakan, tidak ada industri modern, tingkat pengembangan industri cetakan adalah indikator utama untuk mengukur tingkat industri manufaktur seluruh negara, sehingga juga dikenal sebagai "ibu dari industri". Dalam elektronik, mobil, motor, peralatan listrik, instrumen, meter, peralatan rumah tangga dan produk komunikasi, 60 hingga 80 persen komponen bergantung pada pembentukan cetakan. Presisi tinggi, kompleksitas tinggi, konsistensi tinggi, produktivitas tinggi dan konsumsi cetakan yang rendah tidak dapat dibandingkan dengan metode manufaktur lainnya. Sebagai contoh, di mobil yang paling umum, bagian penutup mobil yang dibentuk oleh cetakan die, bagian interior mobil yang dibentuk oleh cetakan injeksi, dan berbagai bagian transmisi mesin yang dibentuk oleh penempaan presisi semua menunjukkan presisi dan efisiensi industri cetakan.

Gbr.1 cetakan baru yinbaoshan diaplikasikan pada Peugeot 3008 (sumber gambar: cetakan baru yinbaoshan)

Namun, pemrosesan cetakan tradisional umumnya dilakukan di lingkungan yang keras, suhu bolak-balik, kondisi stres membuat cetakan rentan terhadap berbagai kerusakan kelelahan; Selain itu, gesekan parah antara aliran plastik logam dan rongga cetakan membuat keausan cetakan menjadi salah satu bentuk kegagalan penting. Oleh karena itu, pengembangan kekerasan tinggi baru, ketahanan aus yang tinggi, kekuatan tinggi dari bahan cetakan telah diperhatikan.

Gambar 2 jiangsu senwei presisi penempaan suku cadang mobil yang dihasilkan oleh proses ekstrusi blok, yang dapat memproses berbagai bagian bentuk yang kompleks, tetapi suhu deformasi yang tinggi dan kekuatan pembentukan, merupakan tantangan besar untuk bahan cetakan
(foto oleh sen wei penempaan presisi)

Pada awal 1990-an, keramik boron karbida telah digunakan dalam bahan cetakan di Cina. Die boron karbida gambar yang dikembangkan oleh institute penelitian mudanjiang boron karbida terbuat dari bubuk boron karbida dengan kemurnian tinggi dan ukuran partikel ultra-halus, yang ditekan di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ini memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan abrasi yang baik dan dapat digunakan sebagai komponen penahan aus utama pada peralatan gambar di industri kabel.

Namun, bahan keramik memiliki kekerasan tinggi, tahan suhu tinggi, cetakan non-stick dan keuntungan lainnya pada saat yang sama, aplikasi kesulitan terbesar adalah kerapuhan keramik, sebagai bahan rapuh, ketangguhan patahnya rendah, hampir tidak bisa menahan tegangan tarik, cacat ini membatasi penerapannya sebagai cetakan keseluruhan. Untuk mengatasi masalah ini, bahan keramik dapat dikombinasikan dengan bahan logam untuk memastikan kekerasan tinggi dan ketahanan aus, serta plastisitas dan ketangguhan bahan logam yang baik. Ini juga dapat digunakan sebagai bahan pelapis permukaan, yang melekat pada permukaan bahan cetakan tradisional untuk membentuk cetakan "luar yang tangguh tetapi bagian dalam tangguh". Kedua metode "belajar dari satu sama lain" ini telah banyak digunakan.

Cetakan cermet

Pada tahun 2017, xiong wei dan rekan-rekannya di Institut Ilmu Mekanik Jiangxi meluncurkan cetakan logam-keramik menggunakan proses ekstrusi panas. Dalam studi ini, W, Ti dan logam karbida lainnya ditambahkan ke dalam campuran bahan logam-keramik. Setelah pengepresan kering, pengepresan isostatik dingin, tanpa sintering tekanan, pemrosesan mekanis dan proses lainnya, dikembangkan generasi baru w-ti logam-keramik die ekstrusi panas, yang memecah teknologi tradisional menghasilkan die ekstrusi panas dengan baja paduan tinggi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa masa pakai die ekstrusi panas w-ti adalah 7,5 kali dari baja paduan tradisional.

(tip: proses ekstrusi membutuhkan cetakan yang sangat tinggi, dan tekanan ekstrusi umum di atas 2000MPa. Oleh karena itu, penelitian tentang bahan cetakan baru, literatur yang relevan sering jatuh dalam pengembangan bahan cetakan ekstrusi baru. Ekstrusi massa awal baja telah dianggap sulit untuk dicapai, karena harus ada kekuatan ultra-tinggi dari bahan cetakan untuk menahan tekanan ekstrusi yang sedemikian besar, ekstrusi dingin untuk pertama kali produksi massal bagian-bagian baja adalah perang dunia ii, Jerman menggunakan baja alat paduan baru dan untuk mencapai teknologi saponifikasi fosfat. Ekstrusi tradisional dilakukan pada suhu kamar. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa bahan berkekuatan tinggi harus diperas pada suhu tinggi, yang mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk bahan cetakan.

Selain itu, studi awal umumnya menggunakan metode hot-press sintering untuk mempersiapkan cermet, yang menggunakan partikel logam untuk menguatkan cetakan keramik alumina untuk mengatasi kerapuhan bahan keramik. Selain teknologi pengerasan keramik alumina, universitas selatan pusat, bersama-sama dengan perusahaan aluminium China, telah mengembangkan bahan cetakan baru menggunakan logam Ti untuk memperkuat keramik silikon nitrida, dan percaya bahwa silikon nitrida memiliki kekerasan merah yang lebih baik, tahan aus dan komprehensif sifat mekanik dari aluminium oksida, dan merupakan salah satu bahan yang paling ideal untuk pembuatan cetakan ekstrusi panas.

Lapisan keramik yang keras di bagian luar tetapi tangguh di bagian dalam

Dibandingkan dengan penelitian dan pengembangan bahan cetakan cermet baru, teori pelapisan keramik lebih sederhana dan biaya operasi aktual lebih rendah. Metode saat ini termasuk deposisi uap kimia (CVD) dan deposisi uap fisik (PVD), yang terakhir lebih banyak digunakan. Teknologi PVD adalah teknologi pelepasan busur dengan tegangan rendah dan arus besar di bawah kondisi vakum, yang memanfaatkan pelepasan gas untuk menguapkan bahan target dan mengionisasi baik bahan yang diuapkan maupun gas, dan MENGGUNAKAN efek percepatan medan listrik untuk menyimpan uap yang diuapkan zat dan produk reaksinya pada benda kerja.

Tabel 1. Analisis singkat lapisan PVD mati

Perusahaan Swiss Hatebur adalah salah satu pemasok peralatan mati terkemuka di dunia. Ini adalah perusahaan pertama yang menerapkan lapisan titanium nitrida melalui PVD pada punch die ekstrusi dingin. (tip kecil: dalam proses ekstrusi, metode pelapisan PVD umum dari titanium nitrida hanya dapat digunakan di bawah 450 ℃ , suhu gesekan ekstrusi dingin, bahan dan suhu antarmuka cetakan telah dapat dicapai; Dan jika Anda ingin menggunakan ekstrusi hangat, untuk mencegah hilangnya lapisan, sering dengan metode CVD, sehingga suhu kerja dapat mencapai di atas 800 ℃ . Selain itu, penggunaan metode CVD lapisan titanium karbida, suhu kerja dapat mencapai 950 ℃ hingga 1100 ℃ )

Pada bulan November 2017, kontes "inovatif Internet +" untuk mahasiswa ketiga di seluruh negeri, proyek xi 'an jiaotong universitas "originality cloud tu" memenangkan medali emas, dan dianggap oleh panitia adalah proyek yang paling berharga melakukan, saat ini, perusahaan mulai menjadi Pra - Putaran pendanaan, bermaksud untuk mentransfer saham 10%, terutama digunakan untuk kontrak pembangunan dan pembangunan tim profesional. Dilaporkan, proyek "orisinalitas cloud tu" diprakarsai oleh xi 'an jiaotong doktoral universitas Qian Dan setelah 85, saat ini bergantung pada penelitian independen dan pengembangan teknologi pelapisan, tim ahli di perguruan tinggi dan universitas, dan platform penelitian dan pengembangan, yang dikembangkan termasuk titanium nitrida, titanium nitrida karbon, kromium, kromium nitrida aluminium nitrida seri teknologi pelapisan PVD keramik, menggantikan metode pelapisan logam atau pelapisan logam tradisional, untuk cetakan memakai baju besi landak "lunak".



ARA. 4 sampel lapisan awan pengerjaan menggunakan metode PVD (sumber gambar: lapisan awan pengerjaan)

Secara umum, aplikasi baja tradisional atau material die alloy sudah sangat matang, tetapi dalam beberapa kondisi kerja yang lebih berat, kinerja dan kehidupan menghadapi tantangan besar. Seperti dicatat di ujung, teknologi ekstrusi dingin tradisional adalah arah ekstrusi hangat, dalam proses ekstrusi hangat, karena suhu lebih tinggi, masalah perbedaan kekerasan bahan merah tradisional semakin terekspos, mengadopsi lapisan bahan keramik setelah kinerja bahan yang keras, umur panjang, mengurangi cetakan pengganti sering, telah mencapai manfaat ekonomi yang lebih baik. Sebaliknya, aplikasi bahan keramik yang diperkuat oleh partikel logam dalam industri jarang dilaporkan, terutama karena harga cetakan logam keramik monolitik masih sangat mahal, dan prediksi masa pakai hanya terbatas di laboratorium. Namun, pengembangan die cekung gabungan, sehingga cetakan memiliki bentuk yang lebih fleksibel, untuk kebutuhan menghadapi suhu tinggi dan tekanan dari bagian cetakan, dapat digunakan untuk memperkuat bahan keramik, dan sisa dari bagian yang tersisa , masih menggunakan bahan tradisional yang relatif murah. Selain itu, permintaan baja nirkarat, baja paduan tahan panas mendorong pengembangan teknologi pembentukan panas, dalam menghadapi ketahanan deformasi tinggi, lingkungan pemrosesan suhu tinggi, cetakan keramik logam masih layak dinanti-nantikan.

IKS PVD ， pembuatan mesin coating PVD moudle ， jika Anda membutuhkan detail mesin, hubungi: iks.pvd@foxmail.com