常用模具表面处理技术的选择与比较

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模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，因此在模具使用之前，同时也是模具制造的最后阶段，通常要进行研磨与抛光处理，以提高模具表面质量。而在研磨与抛光处理后，有很多模具制造企业和模具使用企业还运用了表面处理技术，目的在于延长模具使用寿命，提高工件的加工品质，降低模具使用成本，提高生产效率。  
目前，市场上有很多种表面处理技术，形成的表面涂层也是多种多样，我们按照表面处理技术的历史选择三类具有代表性的涂层，进行比较，如下：  
                       氮化钛膜          类金刚石膜            非晶金刚石膜
  l. @, E# l( P, P) B, D7 f                          TiN                    DLC                          ta-C
5 ?% i0 [% c. M- s3 M技术历史             40年                  20年                          5年
* ^; l- v& u, i硬度HV              2400             2000～6000               7000～8500
成膜技术      化学气相沉积          化学气相沉积          滤质阴极真空电弧
成膜温度             500℃                 500℃                      小于80℃
7 q1 i4 m- ?* E$ s4 T6 m' l. G膜层厚度范围       1～7um           0.5～4um                   0.002～2um
表面摩擦系数         0.55                  0.15                           0.08
/ ^% o4 v% ^. h9 B9 `; _膜基结合力             低                      低                               高
2 {7 x; C) l  Q% Z& n2 ^工作环境最高温度  600℃              400～600℃                     600℃
0 z& w6 f5 ~, n- I4 N耐腐蚀性               较好                    较好                             好
( P- ~0 h9 ^/ ^* d装饰性                    好                     较好                           一般
0 L# H& I) C; ?5 K; @2 ]7 j价格                     较低                    较高                           较高  
重要参数说明：
! c! D8 S2 }8 Y. i# `
1 A( T' I8 G5 d7 X  v, J1．成膜温度会影响原有钢材的质量，较高的温度使钢材产生退火或回火效应，降低基材的硬度和韧性。
2．成膜技术决定了膜层是否容易脱落，通常，较新的技术都采用离子注入法，使膜层嵌入基体表面，从而提高了膜基结合力
3．膜层硬度决定了镀件的耐磨性能
4．膜层表面摩擦系数低，有利于工件表面的润滑，也是提高耐磨性的一个因素

stuljm

太前沿了，DLC和Ta-C涂层在模具方面的应用还很少！(怎么贴图片才能看见)
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http://file:///C:/DOCUME~1/liujm/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif
图片是什么，看不到啊。-- sxw68

[ 本帖最后由 stuljm 于 2007-1-18 23:40 编辑 ]

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一、            常见涂层种类及其性能和应用范围

涂层材料	氮化铬（CrN）	氮化钛（TiN）	碳氮化钛（TiCN）	氮化铝钛+碳化钨 碳膜
硬度HV	1700	2200	3000	3000
摩擦系数	0.5	0.4	0.4	0.1
内应力	-1.5	-2.5	-4.0	-1.7
处理温度（℃）	400	450	450	450
耐氧化温度（℃）	700	600	750	850
镀膜厚度（微米）	1～6+	1～4	1～4
镀膜颜色	银白色	金黄色	灰色	灰黑色
镀膜结构	单层膜	单层膜	多层膜	多层膜
特点	附着性好、耐氧化、 耐腐蚀	应用范围最广泛	高硬度、耐磨耗、 韧性良好	综合了TiAlN 和 WC/C 两种特性， 确保加工品质
应用范围	适于切削铜类金 属、成型、膜具及 零件，较传统镀铬 耐磨，并可防止塑 料射出、压铸粉末 烧结等黏着沾粘现 象。	车、铣刀片、钻头、 铣刀、丝攻、切齿 刀工具、冲棒、成 型模具、冲压模、 射出及压铸模具配 件、耐磨耗零件、 机械部件、装饰品 均可适用。是切削 铁金属、塑料成型 模具以及抗磨耗工 件的良好选择。	适用于需要高速切 削、高进给且切削 和成型刃口处常受 冲击的切割、成型、 冲剪工具，比TiN 更具耐磨性和高温 稳定性。但需要注 意被镀材的材质及 表明状况。	适合高速、高硬度 材料切削。镀上此 膜层的高速钢与钨 钢的工具可以有效 保护切刃的磨耗亦 使切屑顺利排出， 能增进钻孔攻牙及 钢材铝合金干式切 削的效果与效率

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涂层材料	碳化钛（TiC）	碳化钨碳膜 6 D' p4 z3 V" X, @( [/ z; t* A$ X （WC/C） ) @8 J% P- {; |+ U	氮化铝钛（TiAlN） 0 N7 u- J+ r5 j, ]# k	类钻膜（DLC）
硬度HV	3500+ / A9 o. A8 T! l) x) ]" |( S% P+ X4 X	1000（微硬度50g 重） # p9 d  n4 {& H% Q	3000~3500	2500（微硬度50g 重）
摩擦系数	>0.1(TiC on TiC) # ?, }. q# N& b/ S- ~% e# _3 v& s	0.1 5 }. J) R4 x' Q7 v5 E+ n$ D	0.4 7 w$ z0 P2 |' L: Z' \! i; o	0.1～0.2 / R$ H* }. c! i2 A$ n
内应力		-1.0	-1.5	N/A
处理温度（℃）		250 " ]) y* o% j! g, G( [) M5 u6 |  E; F	450 ) V# j$ C) i- q3 `2 M* z6 o. x
耐氧化温度（℃）		300   A0 M, s% r8 {4 Q5 x8 U0 C$ p	800 8 p2 ?) o5 g: E8 F/ D% [- r4 k' C	350
镀膜厚度（微米）	1～4 7 P. n/ w) L/ ~- Z% e1 M* [* S	, O' U" J! x" [& L( u; Y	1～5 % G% B9 Y# x$ }. s* I6 l$ ~7 c  c% k	8 g$ C, S0 R4 r" ~5 X/ a
镀膜颜色	灰色	灰黑色	暗紫色 2 R. F5 u. W% t: m	灰黑色
镀膜结构 4 l& e9 b* n7 L. L% u		薄膜	多层膜	单层膜 8 v" |+ W4 [) I: z8 l
特点 4 D, k5 I, O' C	高硬度 1 c: H) u( L- Y) b' m  T	极佳的润滑性，耐 负载能力佳   L. a/ D% o' I8 R	极佳抗氧化性、耐 磨耗 + b) e' g4 ~/ _6 `$ t# \	润滑性佳,降低摩 耗 8 t1 \  i3 B. L% T' w( _
应用范围 8 J) ^" [  [& s0 k% G( h3 x) u 7 ]* C8 y( f% Y! B1 [	钻孔、冲模 5 T0 L; o' n2 `7 D5 ?	有极低如钻石般的 ) ~2 @0 ~! U; ?7 ~/ s* p 摩擦系数，应用在 - Y5 B* s; w$ U# \1 m 传动部件、零件。 0 d' Q) t# ~4 R. A" {8 G 也可用于非铁金 ' F' b2 P7 [. K 属，如铜、铝、石 1 L3 G% W# D+ R+ r# {6 [+ v 墨的切削 * W9 y& v4 b$ V, y	可涂覆在铸铁、不 锈钢、镍基高温合 金、钛合金、碳化 钨、高尔夫球头、 模具等基材上。适 6 R; B: O9 Q% X% I2 H/ T: D: g7 ` 用于高速、干式或 8 c( Q, E4 {% L2 w& d 半干式切削和切削 硬化钢。	适用于切铝合金、铜合金。具有低的摩擦系数，运用于精密工件及引擎零件均有良好的效果

, j$ R( G' U9 x2 m. f, ?) \9 B3 f[ 本帖最后由 stuljm 于 2007-1-23 15:53 编辑 ]