PVD涂层在汽车冲压模具中的应用－汽车设计与制造资讯-造车网

　　冲压制件成形过程中，很容易出现表面拉伤问题。研究表明，拉伤问题的实质是由于工件和模具表面局部出现粘着的结果。要解决或改善拉伤问题有很多种方法，其基本原则是必须改变模具与被加工零件之间摩擦副的性质，使摩擦副由不易粘着的材料代替。具体方法如：第一，改变模具材料或对模具进行表面处理；第二，对被加工零件的原材料进行表面处理（如磷化）；第三，在模具与被加工零件之间加一层其他物质，使被加工零件与模具分离。

图1 左侧为PVD处理后的镶块，呈银灰色

　　通过对成形类模具进行PVD覆层处理，一般情况下可以根本上解决模具表面的拉伤问题，该技术也是目前解决此问题最好的方法之一。

PVD处理工艺流程

　　模具领域应用PVD技术的基本工艺流程可简述为IQC→前处理→PVD→FQC。

　　IQC（In Quality Control）的主要工作除了常规的清点数量、检查图纸与实物是否相符外，还须仔细检查工件表面，特别是有无裂纹等缺陷。另外，IQC的人员还要注意检查待镀膜件有无塑胶、低熔点的焊料等。这些东西如果因漏检而混入镀膜程序，则将在真空室内严重放气，造成不良影响。

图2 制件开裂及拉毛问题未出现

　　前处理的目的是净化或粗化工件表面。净化就是要去除各种表面玷污物，制备洁净表面。通常使用各种净化剂，借助机械、物理或化学的方法进行净化，如高温蒸洗、清洗、喷砂、打磨及抛光等方法。

　　PVD工序是关键涂层工艺，也是目前在众多涂层技术当中，性能和成本较为优异的一种，表中列举的是几种常见涂层处理工艺的比较。

　　FQC（Function Quality Control）是功能质量控制，它有别于一般意义上的OQC（Out Quality Control）。FQC的内容主要包括外观检查、层深检查、附着力检查、耐磨性检查、抗蚀性检查以及模拟测试等。

典型案例

　　我公司生产的某产品制件，材质为B340LA，料厚1.8T。采用材料为Cr12MoV、表面淬火硬度为58HRC的模具生产。最初量产后拉毛情况十分严重，部分批次甚至开裂。后来经过技术人员的认真分析，对该模具表面进行了PVD覆层处理（见图1左半部分），镀层材质为CrN。处理后的镶块基本未发生变形，无需研配处理。生产出来的制件也完全符合要求（见图2）。

结语

　　本文简要介绍了PVD覆层处理原理、工艺流程；分析了汽车冲压成形类模具表面拉伤问题及其解决方法；比较了PVD覆层处理与其他覆层处理技术的各自的优劣。PVD覆层处理在汽车模具中使用并不普遍，但在现有实例已凸显优势，值得进一步研究和探索。

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