内板件因工件形状一般都比较复杂且越来越多地使用高强度钢板,结构件则因强度和刚性的要求使用高强度钢板的比例更高,因此这两类覆盖件对模具的整体性能要求更高,其模具通常都采用镶拼结构,镶块大多使用D2类冷作工具钢,镶块的表面处理国内目前大多采用PVD涂层工艺或TD处理。
PVD涂层的一大缺点是,虽然其硬度可以达到HV3000以上,但厚度通常只有3~5μm,相对于硬度也不过HV600-700的模具基材,其无异于覆盖在柔软的蛋白上的一层薄薄的蛋壳,一旦承受较大的冲击载荷,就会因蛋白本身太软,不足以负担这么大的载荷而产生塑性变形从而导致蛋壳的破裂,我们称之为“蛋壳效应”。
TD处理的原理是零件材料中的固溶碳原子作长程扩散形成碳化物层,因此对模具材料的含碳量有基本要求,当模具材料的含碳量低于0.35%,就不适合作TD处理。从国内目前成熟的技术来看,SKD11、Cr12MoV和T10等高碳钢及高碳合金工具钢比较适合作TD处理。但材料组织结构不均匀的工件,在作TD处理时会产生变形和开裂,一般修补过的模具在焊缝处也会出现开裂现象。
由于TD处理后的模具要做淬火、回火处理,做TD处理的零件含碳量会有所降低,影响零件材料的淬透性,因此,作TD处理的模具材料淬透性要求良好。另外,TD处理对模具表面也有一定要求,因TD处理形成的碳化物层与基体的结合力虽然比其他表面强化处理方法要强,但当基体表面有开口、裂纹缺陷时,TD覆层也极易发生剥落。如果表面过于粗糙,处理过程就会隐藏缺陷,TD处理后也会因硬度过高而大大增加打磨的时间。对已经做过其他表面处理的模具,都要先去除表面处理层后才能进行TD处理。目前,受TD处理设备和成本的限制,国内TD加工企业只能加工500mm×1000mm以内的模具,超过这个尺寸的模具设备条件无法满足,因此,要处理尺寸偏大的模具,模具必须是分镶块结构并且处理费用高。 |