模具表面自潤(rùn)滑超耐磨處理技術(shù)

1、模具表面自潤(rùn)滑超耐磨處理技術(shù) 隨著工業(yè)的發(fā)展，模具的需求量越來(lái)越大，模具壽命也愈來(lái)愈引起人們的重視。在生產(chǎn)中，很多模具存在易損傷，需頻繁刃磨、修理等現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量。    823模具專(zhuān)用抗磨劑是北京郵電大學(xué)化學(xué)防護(hù)研究所彭道儒教授發(fā)明的DJB823固體薄膜保護(hù)劑（國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB130091）系列產(chǎn)品之一。該產(chǎn)品抗腐蝕，具有良好的潤(rùn)滑性能和耐磨性能，可使模具壽命提高310倍，而且成本低、操作簡(jiǎn)單、周期短、見(jiàn)效快。    一、產(chǎn)品特點(diǎn)    1.有機(jī)合成物:823抗磨劑是兩種

2、具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)以潤(rùn)滑劑與金屬緩蝕劑相結(jié)合的一種人工有機(jī)合成物。該合成物是具有永久偶極矩的強(qiáng)極性分子，能通過(guò)分子端基所具有的靜電場(chǎng)力和配位場(chǎng)力與金屬原子的空軌道形成化學(xué)鍵結(jié)合，其結(jié)合力為30150千卡/mol，比分子間結(jié)合力大11300倍。    2.極性分子：極性分子由頭和尾組成，極性分子頭內(nèi)有密集的電子云團(tuán)，其中能量較大的電子進(jìn)入金屬表面原子的空軌道與金屬原子形成化學(xué)鍵結(jié)合（共價(jià)鍵和配位鍵），具有很強(qiáng)的極性。整個(gè)分子長(zhǎng)度約3537Å    3.作用機(jī)理:    a.防腐性: 涂敷

3、823抗磨劑的金屬表面，可以形成一層完整的保護(hù)膜。這層膜由無(wú)數(shù)個(gè)極性分子定行排列而成，構(gòu)成了一層固體薄膜，隔絕了空氣和水分等介質(zhì)對(duì)金屬表面的接觸，顯示出優(yōu)良的防腐蝕性能。    b.潤(rùn)滑性：涂敷823抗磨劑的兩個(gè)金屬的相互運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是鉚在金屬表面上的823抗磨劑極性分子尾與尾之間的摩擦，形成非金屬與金屬之間的摩擦。    c.耐磨性：涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成多分子結(jié)構(gòu)，一般有34層,厚度約200Å(20nm)。如超過(guò)4層，823抗磨劑分子不能定向排列，形成物理吸附層。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層，形成摩擦

4、為薄膜與薄膜之間的摩擦，涂與不涂提高耐磨性11.09倍。    d.使用方便：823抗磨劑工藝簡(jiǎn)單，將工件處理后放進(jìn)823溶液中浸泡13分鐘取出烘干即可形成一層致密的干性保護(hù)膜，厚約12微米。該膜層不影響工件的尺寸精度與固有的物理特性。    e.成本低廉:500ml溶液可涂敷57平方米的表面積，涂敷成本每平方分米約0.20.5元。    f.應(yīng)用廣泛：823抗磨劑的工藝適用于各種金屬材料，不僅能在鋼鐵制品表面而且在粉末冶金和鑄鐵件表面形成厚度均勻、組織致密的保護(hù)層。廣泛用于鋼鐵、鑄鐵、鋼管、鋼板以及金、

5、銀、銅等有色金屬和非金屬材料的表面處理。    g.結(jié)合強(qiáng)度高：823抗磨劑與金屬基件結(jié)合強(qiáng)度高，不起皮、不脫落、不生銹；既保持了金屬基件原機(jī)械性能，而且增加了耐磨性與耐腐蝕性。    h.涂層均勻：823抗磨劑涂層均勻致密。不論是淺孔、深孔、管道內(nèi)壁、制品拐角等形狀復(fù)雜的表面，都能進(jìn)涂層均勻行表面處理，無(wú)麻點(diǎn)、無(wú)氣孔。    823抗磨劑可以同時(shí)滿足潤(rùn)滑、耐磨、導(dǎo)電、絕緣、防潮濕、防霉菌、防鹽霧、防手汗、耐沖擊、防工業(yè)大氣、耐高低溫等十六個(gè)性能指標(biāo)。其綜合性能指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)了通過(guò)國(guó)家專(zhuān)利局和國(guó)家科委情報(bào)

6、中心檢索的、世界專(zhuān)利收集到的文獻(xiàn)資料上的技術(shù)性能指標(biāo)，居國(guó)際先進(jìn)水平。二. 提高模具的耐磨性    沖裁、拉伸等模具在生產(chǎn)中處于反復(fù)縻擦狀態(tài)，必須提高它們的耐磨性來(lái)延長(zhǎng)使用壽命。如采用新材料、表面處理新工藝等方法，存在成本高、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。823抗磨劑與Cr12、CrMoV、T10A等黑色金屬原子形成共價(jià)鍵結(jié)合，其結(jié)合力為30150千卡/摩爾，比分子間結(jié)合力（即范德法力）大11300倍，在沖壓過(guò)程中雖然承受了強(qiáng)大的工藝力，也不會(huì)使涂層脫落。    涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成定向排列的多分子結(jié)構(gòu)，一般34層，厚度約

7、20nm。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層形成摩擦為薄膜與薄膜之間的摩擦；應(yīng)用于沖裁、拉伸、彎曲、壓鑄等冷沖模具上，可大大提高它們的耐磨性，效果顯著。     a.減少模具刃磨次數(shù)；省工、省時(shí)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。                     b.使工件尺寸穩(wěn)定，大大提高產(chǎn)品的合格率。         &#

8、160;           c.延長(zhǎng)模具壽命310倍，降低模具材料成本和制造成本。    三.保證良好的潤(rùn)滑    在沖壓過(guò)程中，由于存在著強(qiáng)大的摩擦力，需要添加高強(qiáng)度專(zhuān)用潤(rùn)滑油來(lái)降低摩擦系數(shù)從而減少摩擦力以提高工件質(zhì)量和延長(zhǎng)模具壽命。目前有很多方法可以提高模具表面的硬度，如表面淬火、鍍硬鉻、氮化處理等，但這些方法都存在著一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即只能提高模具表面的硬度，卻不能降低表面摩擦系數(shù)和減少摩擦力。    當(dāng)模具表

9、面涂敷823抗磨劑后，在其表面形成一層完整的保護(hù)膜，這層膜由無(wú)數(shù)個(gè)抗磨劑的極性分子定行排列而成。涂敷823抗磨劑的兩個(gè)金屬的相互運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是鉚在金屬表面上的823保護(hù)劑極性分子尾與尾之間的摩擦，具有良好的自潤(rùn)滑特性，抗咬合（粘結(jié)），可降低工件與模具之間的摩擦系數(shù)510倍和減少摩擦力1/3以上。     a. 提高工件斷面質(zhì)量，減少毛刺。                     b. 降低

10、表面粗糙度，使產(chǎn)品表面光亮，不拉花，也不起龜裂。                  c. 可使落料順暢，避免出現(xiàn)堵塞。                     d. 對(duì)用于批量生產(chǎn)的模具效果顯著。       

11、              四.抗腐蝕及防銹    823抗磨劑具有優(yōu)良的防護(hù)性能，強(qiáng)疏水性；防潮濕、鹽霧以及SO2、H2S、CO2等對(duì)金屬的腐蝕氧化。該保護(hù)膜耐單一溶劑的擦洗。涂敷823抗磨劑的模具在使用或庫(kù)存中無(wú)需防銹處理，也會(huì)長(zhǎng)期保持不氧化生銹。    五、應(yīng)用范圍             &

12、#160;       1.汽車(chē)工業(yè)      a.氣缸 活塞 凸輪軸 換檔凸輪 分離凸輪 氣門(mén)挺桿 活塞銷(xiāo)                  b.曲軸 銅套 軸瓦 軸承 齒輪 連桿 高壓油泵 噴油嘴 各種鏈條    2.航空工業(yè)         &

13、#160;        a.各類(lèi)閥體 閥芯 接頭 儀器外表外殼                 b.表盤(pán)指針 陀螺 螺母 螺桿 整流罩                     3.機(jī)加工業(yè)   &#

14、160;             a.模具:沖裁模 拉伸模 撥絲模 擠壓模 壓鑄模                 b.量具:卡尺 角尺 千分尺 千分表 螺紋塞規(guī) 螺紋止規(guī) 高度尺               

15、     c.刀具:車(chē)刀 創(chuàng)刀 鏜刀 絲錐 板牙 銑刀 拉刀 創(chuàng)齒刀 插齒刀4. 紡織工業(yè): 紡織刮板 送料導(dǎo)桿 錠子棘輪 紡織針 噴絲頭 鋼領(lǐng)    5. 石化工業(yè): 各種閥門(mén) 泵殼 抽油泵 抽油桿 熱交換器及各種軸、套、管、葉片等    6. 其它: a.柱塞式液壓泵 齒輪泵 剪板機(jī) 導(dǎo)彈導(dǎo)軌 機(jī)床導(dǎo)軌 手表扣；b.各種標(biāo)準(zhǔn)件 縫紉機(jī)零件 自行車(chē)零件 電動(dòng)工具 振動(dòng)盤(pán) 刀片    六、823模具專(zhuān)用抗磨劑涂敷工藝    1工具及設(shè)備 

16、;   1.1 恒溫干燥箱（頂部有出氣孔），溫度范圍：室溫150；或電吹風(fēng)500W。    1.2 恒溫水浴設(shè)備（單孔/雙孔水浴鍋或其它）。    1.3 容器（250ml、1000ml燒杯或視工件大小而定）；溫度計(jì)（0200有結(jié)溫度計(jì)2支）。    1.4 漏斗、中速濾紙、搪瓷盤(pán)或不銹鋼盤(pán)各一件。    1.5 量筒（250ml）、量杯(100ml)、玻璃棒各一只。    2環(huán)境要求    2.

17、1 操作間應(yīng)清潔、防塵；并安裝通風(fēng)、排氣裝置。環(huán)境溫度應(yīng)保持在1235。    2.2 操作間禁止煙火，不準(zhǔn)使用電爐或明火直接加熱溶液或烘干工件。    2.3 配電盤(pán)和開(kāi)關(guān)應(yīng)符合防火、防爆要求，或安裝于操作間之外。    3工藝流程 前處理    3.1  前處理：用機(jī)械和化學(xué)方法去積塵、油污和各種腐蝕產(chǎn)物。    3.2 清洗：將工件用1:1的無(wú)水乙醇（化學(xué)純）和120號(hào)溶劑汽油（或二甲苯）混合溶劑對(duì)被涂工件進(jìn)行清洗，使工件表面干燥

18、、清潔。確保無(wú)腐蝕物、油污及水分（以干凈白紗布擦拭無(wú)污點(diǎn)為宜）。    3.3 預(yù)熱：預(yù)熱時(shí)，將清洗干凈的工件放入烘箱中，在8090下保溫20分鐘，從烘箱取出后5分鐘內(nèi)進(jìn)行涂敷（工件預(yù)熱后溫度以等于或略低于溶液溫度為宜，即4555）。量少時(shí)無(wú)須預(yù)熱。    3.4 涂敷：涂敷過(guò)程應(yīng)符合下列要求：    a. 溶液澄清透明時(shí)方可涂敷，并且使溶液溫度保持在5565的范圍內(nèi)（水溫6065，加熱時(shí)用玻璃棒輕輕攪拌溶液）；b避免工件、溶液與水接觸，水浴最好封閉；c操作人員應(yīng)戴清潔的白紗手套與口罩，避免手直接接觸工件；d將預(yù)熱的工件浸入溶液中12分鐘，并適當(dāng)抖動(dòng)。對(duì)不便浸涂的工件或設(shè)備，可用干凈毛刷刷涂，用電吹風(fēng)依次均勻吹35分鐘即可。    3.5 晾干：將涂敷好的工件晾置15分鐘以上，確保溶劑完全揮