瑞恩特納米涂層技術(shù)在成型模具上的應(yīng)用

1、瑞恩特納米涂層技術(shù)在成型模具上的應(yīng)用： 涂層技術(shù)在汽車覆蓋件模具行業(yè)的應(yīng)用 伴隨著現(xiàn)代汽車和制造加工業(yè)的高速發(fā)展，金屬表面涂層處理技術(shù)在汽車覆蓋件模具行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，近年來沖壓/成型模具水漲船高，延長(zhǎng)模具使用壽命成為模具制造商和用戶的一個(gè)重要課題。沖壓/成型模表面失效形式有腐蝕、磨損、變形、開裂等。為避免模具過早失效，模具型腔及相對(duì)運(yùn)動(dòng)件表面必須具有高硬度及自潤(rùn)性，以達(dá)到耐磨、減磨、耐蝕及抗疲勞的作用。瑞恩特納米涂層是目前國(guó)內(nèi)涂層技術(shù)中最新、最先進(jìn)的金屬表面處理技術(shù)。針對(duì)汽車外板件，內(nèi)板件，結(jié)構(gòu)件以及熱沖壓成型等模具的不同應(yīng)用需求，瑞恩特金屬表面涂層技術(shù)作為中國(guó)納米涂層技術(shù)和市場(chǎng)的

2、開創(chuàng)者，開發(fā)了一系列最新瑞恩特涂層技術(shù)以適應(yīng)汽車覆蓋件模具市場(chǎng)的需要。 隨著汽車車身輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，汽車覆蓋件尤其是內(nèi)板件及結(jié)構(gòu)件越來越多地采用高強(qiáng)度鋼板如高強(qiáng)度IF鋼，各向同性鋼(IS)， 烘烤硬化鋼(BH)，低合金高強(qiáng)度鋼(HSLA)等，更高強(qiáng)度/超高強(qiáng)度鋼板如雙相鋼(DP)，復(fù)相鋼(CP)，相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP)，馬氏體鋼及熱沖壓硬化鋼等。無論是拉延還是翻邊工藝，由于板材抗拉強(qiáng)度的顯著提高和延伸率的顯著下降，對(duì)于模具本身的抗壓強(qiáng)度、耐磨性、抗咬合性及抗粘連性等性能都提出了更高的要求，未經(jīng)任何表面處理的傳統(tǒng)模具已經(jīng)完全不能滿足這種需求。納米涂層的誕生給模具制造業(yè)帶來一場(chǎng)技術(shù)革命 納米

3、技術(shù)是一個(gè)新興的多學(xué)科交叉的科技領(lǐng)域，主要研究的是以控制單個(gè)原子、分子來實(shí)現(xiàn)設(shè)備特定的功能。納米技術(shù)，是指在0.1100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)?？茖W(xué)家們?cè)谘芯课镔|(zhì)構(gòu)成的過程中發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個(gè)、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子，顯著地表現(xiàn)出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù)，就稱為納米技術(shù)。納米技術(shù)可以用來控制組成分子的原子的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在可以利用納米技術(shù)改變或者重組特定的分子結(jié)構(gòu)。這就能夠讓我們制造出具有特定功能的材料。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，其性能就會(huì)發(fā)生突變，表現(xiàn)出特殊性能，有些變得更容易導(dǎo)電或?qū)幔行┳兊酶鼒?jiān)硬，甚至有些物質(zhì)的

4、磁性也會(huì)發(fā)生改變。有時(shí)涂有納米材料的產(chǎn)品的表面特性也會(huì)發(fā)生巨大的變化?？傊辛思{米技術(shù)，以前認(rèn)為不可能的，現(xiàn)在似乎變得無限可能了。 關(guān)于瑞恩特涂層技術(shù)瑞恩特涂層技術(shù)是離子滲透法復(fù)合碳化物涂層處理技術(shù)，該技術(shù)由安徽瑞恩特新材料技術(shù)有限公司引進(jìn)并于2013年成功應(yīng)用。瑞恩特涂層技術(shù)又稱為金屬表面處理技術(shù)。其原理是將工件受壓表面及模具型腔涂上瑞恩特復(fù)合碳化物通過高壓、熱分子擴(kuò)散作用于受力表面形成金屬碳化物覆層。瑞恩特納米涂層技術(shù)優(yōu)勢(shì)瑞恩特納米涂層技術(shù)離子滲透法復(fù)合碳化物處理技術(shù)，其原理是將工件受壓表面及模具型腔涂上瑞恩特復(fù)合碳化物，通過高壓使分子擴(kuò)散并作用于模具及工件表面形成金屬碳化物覆層，在基體

5、表面形成涂覆層的過程是由內(nèi)至外的，其厚度隨模具工作時(shí)間的增加而增加，基體表面涂覆層的硬度也隨之增加，涂層厚度在515nm,涂層硬度在HV11001600，由于瑞恩特是由里向基材外部形成的擴(kuò)散層，在任何使用環(huán)境下都不會(huì)發(fā)生脫落，同時(shí)其硬度的增加是由表面的納米分子（HV1600）向內(nèi)部逐步均勻擴(kuò)散、滲透直至基材核心部位，其深度可達(dá)50nm， 對(duì)表面硬化層形成有效支撐，所以即使在模具承受較大載荷時(shí)也不會(huì)因基材塑性變形而導(dǎo)致表面的涂覆層脫落失效（薄冰效應(yīng)）。除此之外，瑞恩特最大的優(yōu)勢(shì)還在于自己的模具隨時(shí)隨地可以進(jìn)行涂層處理，無須任何涂層工具及設(shè)備，免去了過去大型模具涂層需要吊裝、長(zhǎng)途運(yùn)輸而帶來的困擾和

6、高昂的費(fèi)用。同時(shí)模具表面無論是在瑞恩特處理之前或之后都可以燒焊及局部覆層，也可以用油石對(duì)表面進(jìn)行處理，從而方便滿足設(shè)計(jì)變更及調(diào)模的需要。瑞恩特可處理的模具材料范圍非常廣，從各類鑄鐵到各類工具鋼到各類有色金屬都可以方便進(jìn)行令人滿意的涂層處理。瑞恩特還有一個(gè)任何涂層技術(shù)都無法比擬的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。瑞恩特涂層的摩擦系數(shù)僅為0.02，是當(dāng)今模具涂層當(dāng)中最小的，因此它具有最小的摩擦磨損。實(shí)踐證明：瑞恩特涂層與其他任何涂層相比具有更好的表面光潔度和不粘性，同時(shí)還具有超強(qiáng)的防腐性和卓越的抗氧化性能。瑞恩特涂層技術(shù)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 與基體的結(jié)合強(qiáng)度大，膜層致密，耐久性好，膜層硬度高(顯微硬度達(dá)12001600

7、HV)，耐磨性好(用于刀具刃口表面強(qiáng)化，壽命可提高35倍)，耐蝕性好。與其他表面處理工藝結(jié)合使用效果更佳；(2)可涂覆基材廣泛，可同時(shí)在不同金屬材料的表面成膜，膜層的顏色均勻一致，成膜溫度低(幾乎可在常溫下生成薄膜)、而膜層的熱穩(wěn)定性好( 600時(shí)膜層不脫落，不起皮)；(3)涂層過程中無絲毫環(huán)境污染，因此完全符合環(huán)保要求；(4) 零件經(jīng)瑞恩特涂層處理后，壽命和生產(chǎn)效率都能夠增加510倍，特別是一些精密模具，經(jīng)處理后更能承受涂層前不可能承受的嚴(yán)酷加工條件；(5) 膜層與工件表面的結(jié)合力強(qiáng)，更加持久和耐磨；(6)能夠在形狀復(fù)雜的工件上覆膜；(7)膜層沉積速率快，生產(chǎn)效率高；(8)可鍍膜層種類廣泛；

8、(9)膜層性能穩(wěn)定、安全性高。關(guān)于外板件整體鑄鐵類模具 目前汽車覆蓋件外板件因工件形狀一般都相對(duì)簡(jiǎn)單且目前大多只采用普通鋼板，鋼材的抗拉強(qiáng)度不高但延展性較好，因而對(duì)模具的整體要求相對(duì)來說并不太高，模具大多采用整體結(jié)構(gòu)，模具材料一般采用球墨鑄鐵等鑄鐵類材料。因其整體模具尺寸較大，通常都超過了PVD或TD設(shè)備所能處理的極限尺寸，其表面處理目前大多采用鍍硬鉻工藝或氮化工藝。關(guān)于沖壓模具鍍硬鉻工藝的缺陷鍍硬鉻工藝的鍍層厚度通常在2030m，維氏微硬度一般介于HV900-1100之間。其缺點(diǎn)是因鍍層是堆積在基體材料之上，易受使用環(huán)境的影響如負(fù)載壓力過大，硬質(zhì)粒子的磨損，材料碎片的擠壓以及凸凹模不同心等因

9、素而導(dǎo)致鍍層脫落失效，所以一套覆蓋件模具在其整個(gè)使用壽命過程中通常都需要重復(fù)完成幾次鍍硬鉻工藝。另外，鍍硬鉻工藝也無法滿足一旦有模具設(shè)變時(shí)的燒焊或調(diào)模的需要。至于鍍硬鉻，因其抗疲勞性較差，一旦失效就會(huì)出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,改善的方法之一是加厚鍍層，但卻會(huì)使鍍層的附著力降低，同時(shí)使表面精度及粗糙度下降,瑞恩特涂層則不存在以上弊病。關(guān)于內(nèi)板件/結(jié)構(gòu)件冷沖壓成型模具 內(nèi)板件因工件形狀一般都比較復(fù)雜且越來越多地使用高強(qiáng)度鋼板，結(jié)構(gòu)件則因強(qiáng)度和剛性的要求使用高強(qiáng)度鋼板的比例更高，因此這兩類覆蓋件對(duì)模具的整體性能要求更高，其模具通常都采用鑲拼結(jié)構(gòu)，鑲塊大多使用D2類冷作工具鋼，鑲塊的表面處理國(guó)內(nèi)目前大多采用PVD

10、涂層工藝或TD處理。PVD涂層的一大缺點(diǎn)是，雖然其硬度可以達(dá)到HV3000以上，但厚度通常只有35m，相對(duì)于硬度最高也不過HV600-700的模具基材，其無異于覆蓋在柔軟的蛋白上的一層薄薄的蛋殼，一旦承受較大的沖擊載荷，就會(huì)因蛋白本身太軟，不足以負(fù)擔(dān)這么大的載荷而產(chǎn)生塑性變形從而導(dǎo)致蛋殼的破裂，我們稱之為“蛋殼效應(yīng)”。針對(duì)這一缺點(diǎn)，瑞恩特公司開發(fā)了一種最新的涂層技術(shù)，首先對(duì)模具基材進(jìn)行瑞恩特低壓處理，在模具基材表面形成一定深度的滲透，硬度由里至表從HV300到HV1200逐次遞增的均勻擴(kuò)散涂層，從而大大提高了模具基體本身的承載能力；同時(shí)，通過優(yōu)化瑞恩特涂層的技術(shù)參數(shù)，將瑞恩特涂層的厚度提高到50nm，表面硬度可高達(dá)HV1600，從而進(jìn)一步提高了整體的涂層的抗沖擊