冲压模具镀层技术概述与性能分析

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前文分享了汽车覆盖件模具镀铬和DLC工艺，目的是提高模具的耐磨性、减少摩擦、防止粘模和延长模具寿命，使其适应在大规模量产中保持模具和零件保持稳定，提高ASPM和FTT。

小编在我们的群内分享之后，有小伙伴说没听说过镀铬和DLC，他们主要是采用镀钛和PVD。确实镀层的种类有很多，我们再列几种：

1. 镀铬（Chrome Plating）：镀铬是一种常见的镀层方法，可以在模具表面形成一层硬铬镀层。硬铬镀层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性，适用于多种冲压应用。它可以提高模具的表面硬度，延长模具的使用寿命。某司的钢板模具通常选用镀铬工艺。

2. 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）：PVD是一种真空镀膜技术，通过物理方法将材料蒸发并沉积在模具表面，形成一层薄膜。PVD镀层可以是单一的金属，如钛、铬等，也可以是合金或陶瓷材料。PVD镀层具有高硬度和低摩擦系数，适用于高速冲压和精密冲压。

3. 类金刚石碳（Diamond-like Carbon, DLC）：DLC镀层是一种特殊的碳基镀层，具有类似金刚石的性能，如高硬度、低摩擦系数和良好的耐磨性。DLC镀层非常适合用于要求极高耐磨性和减少润滑的场合，如高速冲压和硬质材料冲压。某司的铝板模具通常选用DLC工艺，特别是切边刀。

4. 镀钛（Titanium Coating）：镀钛通常指的是通过PVD或化学气相沉积（CVD）等方法在模具表面形成一层钛或钛合金镀层。镀钛可以提高模具的耐腐蚀性、耐磨损性和抗氧化性，适用于高温或腐蚀性环境下的冲压作业。

5. 氮化处理（Nitriding）：氮化处理是通过化学反应在模具表面形成一层硬质氮化层，提高模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。氮化处理不会改变模具的尺寸精度，适用于高精度要求的冲压模具。某司也会选择渗氮处理。

6. 碳化物镀层（Carbide Coating）：碳化物镀层如碳化钛（TiC）和碳化钨（WC）镀层，具有极高的硬度和耐磨性，适用于冲压特殊材料或要求极高耐磨性的场合。

7. 陶瓷镀层（Ceramic Coating）：陶瓷镀层如氧化铝（Al2O3）镀层，具有高硬度和良好的耐高温性能，适用于高温环境下的冲压模具。

8. 化学镀（Electroless Plating）：化学镀是一种无需通电的镀层方法，如镍磷（Ni-P）镀层，它可以在模具表面形成一层均匀的镀层，提供良好的耐腐蚀性和耐磨性。

这些镀层可以单独使用，也可以组合使用，以适应不同的冲压要求和生产条件。选择合适的镀层需要考虑模具的工作条件、冲压材料、生产效率和成本等因素。

下面是一个对比镀铬、镀钛、PVD（物理气相沉积）和DLC（类金刚石碳）的表格，总结了它们的主要区别：

镀铬	镀钛	PVD（物理气相沉积）	DLC（类金刚石碳）
原理	铬金属电镀到其他金属上	化学方法使钛金属附着在其他物体表面	在真空条件下，将材料源表面气化成气态原子或分子，沉积在基体表面	PVD工艺中使用的一种特殊涂层材料，具有高硬度、高弹性模数等特点
颜色	银白色，可带有蓝色光泽	多种颜色，取决于钛化合物	多种颜色，包括银色、金色、蓝色、黑色等	黑色或其他深色调
硬度	较高，可在400～1200HV范围内变化	较高，取决于钛化合物的选择	较高，可显著提升表面硬度	极高，是目前PVD工艺中最坚固的涂层材料
耐磨性	优良，摩擦系数小	优良，抗蚀性极好	显著提升耐磨蚀性	极佳，具有高硬度、低摩擦系数
耐腐蚀性	优良，化学稳定性好	极好，抗蚀性极佳	强化被镀膜零件的抗腐蚀性	优良，高化学惰性
美观性	装饰性强，光泽持久	装饰性强，颜色多样	可实现多彩效果，提升美观度	黑色或深色涂层，具有独特美感
成本	适中，取决于镀层厚度和工艺	较高，取决于钛化合物的选择	较高，因技术和材料成本	最高，因DLC的坚固性和高成本材料
应用	防护-装饰性镀层体系，如汽车零件、工具等	防护涂层，如刀具、医疗设备等	高档手表、航空航天、电子等领域	高档手表、航空航天、刀具等领域
环保性	传统工艺，需关注镀液处理和废水排放	环保性较好，取决于具体工艺	环保性较好，真空条件下几乎无污染物排放	环保性较好，与PVD工艺相同

请注意，这些区别是基于一般情况下的比较，具体性能和应用可能因工艺、材料选择和使用条件而有所不同。

来源：CATIA模具设计应用

化学航空航天汽车电子 UM 材料模具

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首次发布时间：2024-06-29