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山东模具TD处理和PVD处理的主要区别体现在处理温度、硬化层性质和适用场景等方面。先,TD处理属于高温处理,处理温度通常在900℃-1050℃之间,可能导致模具产生一定的变形或开裂风险。而PVD处理的温度相对较低,通常在400℃-600℃之间,因此处理后模具的变形量较小。
山东TD处理,即热扩散法碳化物覆层处理,是通过在高温下将模具工件置于特种介质中,使介质中的金属原子与模具中的碳、氮原子发生化学反应,从而在模具表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化层。这种覆层具有极高的硬度和耐磨性,可以显著提高模具的使用寿命。
山东PVD处理也是一种广泛应用的模具表面处理技术。PVD处理是在真空条件下,通过物理气相沉积的方法在模具表面沉积一层特殊材料的薄膜。这种薄膜可以具有各种特殊的力学和化学性能,如超硬性、高耐蚀性、耐热性等。
一、TD处理与PVD处理—硬化层的种类
1)TD处理(热扩散法)是在一定的处理温度下,将模具工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过熔盐中的金属原子和模具工件中的碳、氮原子产生化学反应,扩散在模具工件表面,形成厚度数微米超硬金属碳化层。目前应用较多的是碳化钒(VC)覆层。
2)PVD处理(物理气相沉积)是在真空条件下,以各种物理的方法产生的原子或分子沉积在基材上。PVD处理技术可以通过改变工艺和靶材,进而改变表面硬化层的组织结构和成份,用来制备具有各种特殊力学及化学性能(如超硬性、高耐蚀性、耐热性、抗氧化性、自润滑性等)涂层,其应用更为广泛。目前PVD处理技术在模具上的应用较多的是氮化钛(TiN)、氮碳化钛(TiCN)、氮铝化钛(TiAlN)、氮化铬(CrN)等,其硬度一般低于TD覆层碳化钒的硬度。
二、TD处理与PVD处理—处理温度、基体材料及前期热处理要求
1)TD处理是属于高温处理,温度900℃-1050℃,所以TD处理技术会存在一定的变形问题,控制不好可能会出现开裂。TD处理对模具材质要求较高,一般需要采用淬火变形量比较小的高合金钢,如常用的高铬合金工模具钢Cr2MoV、SKD11、DC53、D2等。为减小模具的TD处理的变形量,建议前期热处理淬火后再进行两次高温回火。对变形量要求不高的模具,也可以不做前期热处理,直接进行TD处理。
2)PVD理技术处理温度比较低,400℃-600℃,对于工模具其突出优点是处理后工件变形都很小。PVD处理要求对模具工件材料已进行过高温回火。要取得比较好的使用效果PVD处理对母材材质要求很高,一般应用多的是高速钢或粉末高速钢,或是品质优良的高铬合金工模具钢如Cr12MoV、SKD11、DC53、D2等,若材质不均或成分不达标,PVD涂层处理以后效果难以体现。
三、TD处理与PVD处理—硬化层与母材的结合力比较
TD处理硬化层与母材冶金结合,使用中不容易脱落;PVD涂层与母材结合类似电镀,属于机械结合,结合力与表面处理加工设备工艺水平有很大关系。无论采用何种加工技术,TD处理硬化层可以承受比PVD涂层更大的应力不易剥落。
四、TD处理与PVD处理—五金冲压模具领域应用及效果比较
TD处理与PVD处理都可用于提高模具寿命和解决模具表面拉伤问题。其中TD处理可用于钢板强度590Mpa成形模具等受力比较大的场合,PVD涂层可以用于板材厚度薄,强度低的场合。精度要求很高的工模具只能采用PVD处理。
五、优缺点和适用材料
PVD处理:优点包括低温处理、工件变形量小、适合精密模具和已完成热处理的零件。缺点是设备投资较高,适合中小型精密件。适用于各类金属、陶瓷、塑料基体,特别适合处理HSS高速钢、硬质合金、不锈钢等材料。
TD处理:优点包括高硬度、良好的耐磨和抗腐蚀性。缺点是处理温度高,需要配合淬火等二次处理,且复杂模具处理效果不均匀。适用于含碳量大于0.3%的钢件,对低碳钢、铸铁等材料处理效果有限。
总之,要想提高模具工件寿命,设计+选材+机加工+前期热处理+适合的表面处理,做对每一步,才能达到甚至超出预期的使用寿命。
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