提高模具精密零件耐磨性的核心是從“材料優化、表面強化、結構設計、使用維護”四方面入手,通過增強零件表面硬度、減少摩擦損耗、避免異常磨損,延長其使用壽命,具體方法如下:
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一、優化材料選型(基礎保障)
選用高耐磨基材:優先選擇高強度、高硬度材料,如 S136(不銹鋼)、DC53、SKD11 等合金工具鋼,或鎢鋼(硬質合金)、陶瓷等超硬材料,基材硬度需達到 HRC58~62(常規零件)或 HRC65 以上(高磨損場景)。
材料純度控制:選擇低雜質、晶粒細化的優質材料,避免雜質導致局部硬度不均,引發早期磨損。
針對性選材:腐蝕性工況選用 316L 不銹鋼或鈦合金,高沖擊場景選用韌性與耐磨性兼顧的 DC53,超精密零件可選用鎢鋼(硬度高但需避免沖擊)。
二、強化表面處理(核心手段)
熱處理強化:
淬火 + 回火:提升基材整體硬度和韌性,避免硬而脆導致的磨損斷裂。
氮化處理(氣體氮化、離子氮化):在表面形成 5~20μm 的氮化層(硬度 HV800~1200),增強耐磨性和抗腐蝕性,適用于導柱、頂針等運動部件。
滲碳 / 碳氮共滲:針對低碳鋼零件,表面形成高硬度滲碳層(HRC60~65),兼顧內部韌性,適用于齒輪、滑塊等傳動零件。
涂層處理:
DLC 涂層(類金剛石):硬度 HV1500~2500,摩擦系數低(0.05~0.1),耐磨損且抗腐蝕,適用于型芯、型腔等成型零件。
TiN/TiCN/TiAlN 涂層:硬度 HV2000~3000,耐高溫(可達 800℃),適用于高溫成型模具的零件(如壓鑄模具鑲件)。
鍍鉻 / 鍍鎳磷:提升表面硬度和光滑度,成本較低,適用于常規磨損場景的零件(如導套、螺栓)。
三、優化結構設計與加工精度
減少摩擦接觸面:設計時盡量縮小零件配合間隙(如導柱導套配合間隙≤0.003mm),避免無效摩擦;運動部件采用點接觸或線接觸替代面接觸,降低磨損面積。
優化表面粗糙度:將零件工作表面拋光至 Ra≤0.2μm(成型零件 Ra≤0.02μm),減少摩擦系數,避免表面毛刺、劃痕導致的局部磨損加劇。
增加潤滑設計:在零件配合處預留潤滑槽、油孔,方便加注潤滑油(如高溫潤滑脂、固體潤滑劑),形成油膜減少干摩擦。
避免應力集中:設計圓角、過渡圓弧,減少零件在沖擊載荷下的局部磨損;關鍵部位采用鑲件結構,便于磨損后更換,降低整體成本。
四、規范使用與日常維護
控制使用工況:避免超溫、超壓或物料中混入硬質雜質(如金屬碎屑),防止零件表面劃傷、燒蝕。
定期潤滑保養:根據工況定期加注適配的潤滑劑(高溫場景用高溫潤滑脂,腐蝕性環境用抗腐蝕潤滑劑),避免干摩擦。
及時清潔維護:定期清理零件表面的油污、碎屑和水垢,防止雜質嵌入配合面,加劇磨損。
避免異常操作:禁止模具硬磕硬撞,安裝拆卸時輕拿輕放;控制開合模速度,減少沖擊載荷對零件的損傷。
定期檢測更換:用三坐標測量儀、硬度計定期檢測零件尺寸和表面硬度,磨損量超過 0.003mm 或表面硬度明顯下降時,及時更換或重新表面處理。