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4.1.金剛石納米重構用於模具工具表麵處理

【閱讀】26 次    【發布】2018-05-18 21:47

四、機械零件表層金剛石納米重構---表麵工程創新技術


4.1.金剛石納米重構用於模具工具表麵處理

合理地應用模具表麵處理技術,可以以較低的工藝成本使模具壽命提高510倍甚至幾十倍,經濟效益十分顯著。目前,各種模具表麵處理新技術正得到業界越來越多的關注和推廣應用。

模具表麵進行處理的主要目的在於提高表麵硬度、耐磨性和耐蝕性等,從而提高模具產品質量,延長模具使用壽命。合理地應用模具表麵處理技術以獲得高精度的模具表麵,是生產精度高且表麵質量好的產品的必要條件。表麵強化工藝成本較低,而模具壽命卻可提高510倍甚至幾十倍,經濟效益十分顯著。

我國的模具表麵處理技術的應用現狀調查發現:目前,模具製造企業主要應用的表麵處理技術仍是以傳統的表麵淬火、滲碳/氮技術、電鍍與化學鍍技術為主,而這些技術都不同程度地存在或表麵硬度分布不均、或處理層與基體結合強度低,或改性層仍然偏淺,或熱處理變形等難以解決等多方麵的問題。新技術的共同關注點集中於諸如CVD/PVD表麵塗層技術、金剛石鍍膜技術、TD覆層處理技術、激光表麵強化技術和電子束強化技術等。

納米金剛石顆粒增強鋼鐵基複合材料(或簡稱金剛石納米鋼)。其核心技術是納米金剛石向鋼鐵基體中高強度(1-15mm)高速度(0.5-1-2mm/min)的固態熱擴散(或簡稱鋼鐵材料表層金剛石納米重構)。納米金剛石熱擴散金屬表層處理技術英文簡稱TDNDThermal diffusion of nano-diamond)。

擴散層具有極其優異的機械物理性能:超高硬度(58-73.5HRC),超高強度(1500-2500MPa,超低摩擦係數(金剛石納米鋼對普通鋼材的幹摩擦係數隻有0.09,是普通鋼對鋼摩擦係數的1/5,超高的耐磨性(同基體,滲納米金剛石的金剛石納米鋼的耐磨性是滲碳處理的鋼的20倍),較高的韌性和超高的耐衝擊性能(高應變速率下的抗衝擊性能高),導熱係數和耐腐蝕性能優於基體鋼。

金剛石表層納米重構技術既可以批量生產超級金剛石納米鋼型材,又可以生產高性能機械零部件和多類機械產品。作為優異的超高性價比的機械零件表層處理技術的創新發明,同樣適用於模具工具超高性能表層改性。以下重點通過對金剛石納米重構作為模具工具表麵表層改性新技術與傳統模具處理技術的比較介紹這一重大原創性發明。