Nova tecnologia para tratamento de superfície do molde de fundição

Como uma espécie de tecnologia de fortalecimento de molde, a tecnologia de revestimento é aplicada principalmente ao tratamento de superfície de moldes com condições de trabalho relativamente simples, como moldes de plástico, moldes de vidro, moldes de borracha e moldes de estampagem. Os moldes fundidos por matrizes precisam suportar o ambiente severo onde as tensões térmicas e térmicas alternam, para que a tecnologia de revestimento geralmente não seja usada para fortalecer a superfície do molde fundido. Os moldes de fundição são uma classe grande no molde. Com o rápido desenvolvimento da indústria de automóveis e motocicletas da China, a indústria de fundição causou uma nova era de desenvolvimento. Ao mesmo tempo, também apresenta requisitos mais altos sobre a função mecânica e a vida útil da matriz de fundição integrada. Ainda é difícil atender às necessidades do uso contínuo de novos materiais de molde. É necessário aplicar várias técnicas de tratamento de superfície ao tratamento de superfície de moldes fundidos para obter alta eficiência, alta precisão e longevidade dos moldes fundidos. . Entre vários moldes, as condições de trabalho do molde fundador são relativamente severas. O forjamento de pressão é fazer com que o metal fundido enche a cavidade do molde sob alta pressão e alta velocidade e fundição de matriz. É contatado repetidamente com o metal quente durante o processo de trabalho. Portanto, é necessário que o molde fundido por matriz tenha alta resistência ao calor, condutividade térmica, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Propriedades, tenacidade de impacto, dureza vermelha, boas propriedades de liberação, etc. Portanto, a tecnologia de tratamento de superfície dos moldes fundidos é relativamente alta. Nos últimos anos, surgiram várias novas técnicas para o tratamento superficial de moldes fundidos por matrizes, mas em geral eles podem ser divididos nas três categorias a seguir: (1) técnicas de melhoria dos processos tradicionais de tratamento térmico; (2) Tecnologia de modificação da superfície, incluindo tratamento de difusão térmica da superfície, fortalecimento da transformação da fase da superfície, tecnologia de fortalecimento da faísca elétrica, etc.; (3) Tecnologia de revestimento, incluindo revestimento com eletrólito.

Melhorias nos processos tradicionais de tratamento térmico Os processos tradicionais de tratamento térmico para moldes de fundição estão com extinção e as técnicas de tratamento de superfície foram desenvolvidas no futuro. Como os materiais disponíveis como moldes de fundição são variados, as mesmas técnicas de tratamento de superfície e aplicações de processo podem ter efeitos diferentes em diferentes materiais. Schkov propôs recentemente uma tecnologia de pré -tratamento de substrato para substrato de molde e tecnologia de tratamento de superfície. Com base no processo tradicional, uma tecnologia de processamento adequada é proposta para diferentes materiais de molde para melhorar a função de molde e melhorar a vida útil do molde. Outra direção de desenvolvimento da melhoria da tecnologia de tratamento térmico é combinar o processo tradicional de tratamento térmico com a melhoria do processo de tratamento da superfície dos antecessores para melhorar a vida útil do serviço do molde fundido. Por exemplo, a carbonitro por tratamento térmico químico, combinado com os processos convencionais de têmpera e temperamento, NQN (isto é, o fortalecimento do composto de carbonitagem de carboniting-carbonitring), não apenas obtém alta dureza superficial, mas também endurece efetivamente. A profundidade da camada é aumentada, o gradiente de dureza da camada é justo, o tempeamento não é desordenado e a resistência à corrosão é melhorada, de modo que o molde de fundição atinge uma boa função do núcleo, enquanto a qualidade e a função da superfície são bastante aprimoradas .

Tecnologia de superfície Tecnologia de difusão térmica de superfície

Esse tipo inclui carburismo, nitragem, boronizar, carbonitrogem e enxofre-carbonitring.

Carburismo e carbonitro

O processo de carburismo é aplicado ao trabalho frio, quente e ao fortalecimento da superfície do molde de plástico para melhorar a vida útil do molde. Por exemplo, o molde fundador de matriz de aço 3CR2W8V, primeiro carburou e depois extinto por 1140 ~ 1150 ° C, temperado duas vezes a 550 ° C, a dureza da superfície pode atingir HRC56 ~ 61, de modo que a vida útil dos metais não ferrosos fundidos por matrizes E suas ligas são de 1,8 a 3,0 vezes. . Quando a carburização é realizada, os principais processos são carburismo em pó sólido, carburismo a gás, carburismo a vácuo, carburismo de íons e carbonitria formada pela adição de nitrogênio em uma atmosfera de carburismo. Entre eles, a carburização a vácuo e a carburização de íons são tecnologias desenvolvidas nos últimos 20 anos. A tecnologia tem as características da velocidade de percolação rápida, espessura média da camada, gradiente de concentração de carbono suave e pequena deformação da peça de trabalho, que estará na superfície do molde, especialmente o molde de precisão. O papel do tratamento da superfície está desempenhando um papel cada vez mais importante.

Nitridação e tecnologia de expansão térmica de baixa temperatura relacionada

Este tipo inclui nitretação, nitregação de íons, carbonitriagem, osmose de oxigênio-nitrogênio, osmose de enxofre-nitrogênio e nitrogênio-carbono de enxofre, osmose ternária de oxigênio-nitrogênio. Esses métodos são simples em processo, forte em adaptabilidade, baixa temperatura de infiltração (geralmente 480-600 ° C), pequena deformação da peça de trabalho, especialmente adequada para o fortalecimento da superfície de moldes de precisão e alta dureza e resistência ao desgaste da camada de nitreto. Boa função anti-bengal. 3CR2W8V Mold de molde de matriz de aço, após a queima e a temperamento, nitragem a 520 ~ 540 ° C, a vida útil do serviço é 2 a 3 vezes melhor que o molde de não nitragem. Nos Estados Unidos, o molde fundido de matriz feito de aço H13 deve ser nitrente e o tempeamento é substituído por nitretagem. A dureza da superfície é tão alta quanto o HRC65-70, e a dureza do núcleo do molde é baixa e a tenacidade é boa, obtendo assim uma excelente função mecânica coordenada abrangente. O processo de nitregação é um processo comumente usado para o tratamento de superfície de moldes fundidos. No entanto, quando a camada nitreada possui uma camada brilhante e clara e quebradiça, não pode suportar o efeito da tensão térmica alternada e é fácil gerar micro-palhetas e reduzir a resistência à fadiga do calor. Portanto, no processo de nitragem, o processo deve ser estritamente controlado para evitar a geração de uma camada quebradiça. Recentemente, os países estrangeiros propuseram o uso de processos secundários e múltiplos de nitregação. O método repetido de nitretação pode decompor a camada brilhante de nitreto que gera facilmente micro -traves durante o processo de serviço, aumentando a espessura da camada de nitretagem e, ao mesmo tempo, a superfície do molde tem uma espessa camada de tensão residual, de modo que a vida do molde pode ser significativamente melhorado. Além disso, existem métodos como carbonitrogem de banho de sal e carbonitro de enxofre-nitrogênio no banho de sal. Esses processos são amplamente utilizados no exterior e são raros no mar. Por exemplo, o processo TFI+ABI é imerso em um banho de sal oxidante básico após a nitrocarburização em um banho de sal. A superfície da peça é oxidada e tem uma cor preta, e sua resistência ao desgaste, resistência à corrosão e resistência ao calor são aprimoradas. A vida útil do molde fundador da liga de alumínio tratado por esse método é melhorado em várias centenas de horas. Outro exemplo é o processo de oxínito para a nitretação após a co-infiltração de carbono de nitrogênio sulfurno desenvolvido na França. É mais adequado para moldes de fundição de metal não ferrosos.

Boronizando

Devido à alta dureza da camada boronizada (fevereiro: HV1800 ~ 2300, Fe2b: HV1300 ~ 1500), resistência ao desgaste e dureza vermelha, bem como certa resistência e anti-adesão à corrosão, a tecnologia boronizadora é melhor na indústria de moldes. Aplique o efeito. No entanto, como as condições de trabalho dos moldes de fundição são muito exigentes, o processo de boronização é menos usado no tratamento da superfície de moldes de fundição. No entanto, nos últimos anos, um método aprimorado de boronização foi desenvolvido para resolver os problemas acima e foi aplicado ao tratamento da superfície de moldes de fundição. Como multi-componente, revestimento em pó e assim por diante. O método de boronizar o pó de revestimento é misturar o composto de boro e outro agente infiltrado e aplicá-lo na superfície do molde fundido. Depois que o líquido é volatilizado, ele é selado e selado de acordo com o método geral de boronização de pó e aquecido a 920 ° C por 8 horas. Ar frio. Esse método pode obter uma camada densa e média de infiltração, e a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à flexão da superfície do molde são melhoradas, e a vida útil do serviço é melhorada uniformemente em mais de 2 vezes.

Fortalecimento da superfície da terra rara

Nos últimos anos, o método de adicionar elementos de terras raras no fortalecimento da superfície dos moldes tem sido amplamente elogiado. Isso ocorre porque os elementos de terras raras têm muitas funções, como melhorar a taxa de permeação, fortalecer a superfície e purificar a superfície. Ele tem uma grande influência na melhoria da estrutura da superfície do molde, funções físicas, químicas e mecânicas da superfície e pode melhorar a velocidade e o fortalecimento da infiltração. Composto de Terra Rara Naturais, superfície. Ao mesmo tempo, os efeitos nocivos das impurezas vestígios distribuídos no limite de grãos podem ser eliminados, e o efeito do fortalecimento e não organizar o limite de grãos da superfície da cavidade do molde é reproduzido. Além disso, os elementos de terras raras interagem com elementos nocivos no aço, e os compostos naturais de alto ponto de fusão podem ser segregados nos limites dos grãos de acordo com esses elementos nocivos, reduzindo assim a fragilidade das camadas profundas. A adição de componentes de elementos de terras raras no processo de tratamento de fortalecimento da superfície do molde de fundição pode melhorar significativamente a espessura da camada de infiltração e a dureza da superfície de vários métodos de infiltração e, ao mesmo tempo, a microestrutura da camada infiltrada é Finamente disperso e o gradiente de dureza é reduzido, fazendo com que a resistência e resistência ao desgaste do molde. As funções de exaustão fria e quente foram significativamente melhoradas, melhorando bastante a vida do molde. Atualmente, os métodos de tratamento aplicados à superfície da cavidade do molde fundido em matriz incluem: co-infiltração de carbono de terras raras, carbonitro de terras raras, co-infiltração de boro de terras raras, co-infiltração de boro-alumínio de terras raras, nitragem mole de terras raras , Carbonitring de nitrogênio em terras raras.

Tratamento de superfície a laser

O tratamento da superfície a laser é uma camada fina que é aquecida por um feixe de laser para derreter rapidamente a superfície da peça de trabalho até uma certa profundidade e é revestida na superfície da peça por peça de vácuo, eletroplativo, implantação de íons, etc., e é irradiados com o metal base sob irradiação a laser. Totalmente fundido, após a condensação, uma camada de liga com uma função especial de 10 a 1000 μm de espessura é obtida na superfície do molde, e a taxa de resfriamento é equivalente ao resfriamento. Por exemplo, a superfície do aço H13 é tratada pelo processo de fusão rápida a laser. A zona de fusão tem alta dureza e boa não-interrupção e tem alta resistência à deformação plástica. Tem um efeito premente significativo no início e expansão das rachaduras na fadiga. Recentemente, Saha e Dahot usaram o método de camada VC de revestimento a laser no comprimento do substrato H13. A pesquisa mostra que a superfície do molde obtida é um revestimento composto de aço sólido, denso e não poroso, que não é apenas muito forte. A resistência à oxidação a 600 ° C e tem uma forte capacidade de resistir à redução do processo de cermet de metal fundido. Sob a ação do campo elétrico, o processo gera zonas instantâneas de alta temperatura e alta pressão na superfície do metal base e, simultaneamente, penetra no material cremet iônico para formar a ligação metalúrgica da superfície, e a superfície do metal base também sofre Transformação de fase instantânea para formar martensita e fino. Organização austenítica. Esse processo difere da solda, bem como a sputtering ou a infiltração elementar, e deve ser um processo intermediário. Faz bom uso da alta resistência ao desgaste, resistência à alta temperatura e resistência à erosão do material Cermet, e o processo é simples e o custo é relativamente baixo. É uma nova maneira de tratamento superficial de moldes fundidos.

A tecnologia de revestimento de revestimento é um tipo de tecnologia de fortalecimento de molde, que é aplicada principalmente à superfície dos moldes com condições de trabalho relativamente simples, como moldes de plástico, moldes de vidro, moldes de borracha e moldes de estampagem. Os moldes fundidos por matrizes precisam suportar o ambiente severo onde as tensões térmicas e térmicas alternam, para que a tecnologia de revestimento geralmente não seja usada para fortalecer a superfície do molde fundido. No entanto, nos últimos anos, foi relatado que a superfície do molde de fundição é fortalecida por um método de revestimento composto químico para melhorar a propriedade anti-adesão e liberação do molde da superfície do molde. O método se infiltra nas partículas de politetrafluoroetileno em um molde de fundição à base de alumínio e depois executa o composto de politetrafluoroetileno (NIP). As experiências mostram que esse método é viável tanto em termos de processo quanto de função, o que reduz bastante o coeficiente de atrito da superfície do molde.

Conclusão O processamento da pressão do molde é um componente importante da fabricação mecânica, e o nível, a qualidade e a longevidade do molde estão relacionados à tecnologia de fortalecimento da superfície do molde. Com a melhoria da ciência e da tecnologia, várias tecnologias de tratamento de superfície de mofo fizeram um grande progresso nos últimos anos. Ele se manifesta: 1 Melhoria do processo tradicional de tratamento térmico e sua combinação com outros novos processos; 2 Tecnologia de modificação da superfície, incluindo carburismo, difusão térmica de baixa temperatura (várias nitragens, carbonitriagem, nitragem de íons, co-infiltração ternária, etc., difusão térmica do banho de sal, boronização, fortalecimento da superfície da Terra Rara, tratamento de superfície a laser e cermet em EDM; 3 revestimento Tecnologia. No entanto, para os moldes fundidos com condições de trabalho extremamente rigorosas, o novo processo de tratamento de superfície existente não pode atender aos requisitos cada vez maiores, e espera-se melhorar ainda mais a tecnologia dos antecessores, e também se espera que ser aplicado ao tratamento da superfície dos moldes fundidos por matriz. Em vista do fato de que o tratamento da superfície é um dos meios importantes para melhorar a vida dos moldes fundidos, é necessário melhorar o nível geral de produção de matrizes Os moldes de fundição na China e a tecnologia de tratamento de superfície desempenharão um papel fundamental.