Optimierung von Formoberflächen: Fortschrittliche Veredelungstechniken für überlegene Leistung

Dieser Artikel stellt die gängigen Formoberflächenveredelungstechnologien aus drei Aspekten vor: physikalische Oberflächenveredelungsmethode, chemische Oberflächenveredelungsmethode und Beschichtungsveredelungsmethode.

Kurze Einführung in die Form

Formen sind verschiedene Formen oder Werkzeuge, die in der industriellen Produktion verwendet werden, um die gewünschten Produkte durch Spritzguss, Blasformen, Druckguss oder Schmieden, Schmelzen, Stanzen und andere Methoden zu erhalten. Eine Form ist ein Werkzeug zur Herstellung eines geformten Gegenstandes. Die Form besteht aus verschiedenen Teilen und realisiert die Formbearbeitung des Objekts hauptsächlich durch die Veränderung des physikalischen Zustands des zu formenden Materials.

Die Form bringt den Rohling durch die Einwirkung äußerer Kräfte in eine bestimmte Form und Größe. Sie wird häufig in Extrusion, Druckguss, Pulvermetallurgie-Teilepressen und Pressformen oder Spritzguss von Keramik, Gummi und anderen Produkten eingesetzt.

Oberflächenveredelungsprozess und Form

In der modernen Produktion werden Formen breit eingesetzt. Als wichtige Prozesseinrichtung ist die Form für die Produktion verschiedener Industrieprodukte unverzichtbar. Mit der Entwicklung vieler Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Automobilbau werden die Anforderungen an die Formbearbeitungstechnologie immer höher. Im Bereich der Formenherstellung wird Oberflächenveredelungstechnologie breit eingesetzt. Durch den Oberflächenveredelungsprozess können Mängel im Formmaterial ausgeglichen werden, sodass sich die Form in eine vielfältigere Richtung entwickelt.

Im Formoberflächenveredelungsprozess können die Materialeigenschaften der Form durch physikalische, chemische, Beschichtungsmethoden usw. verändert werden. Das Oberflächenmaterial und die Leistung der Form können erheblich verbessert werden. Die Anwendung verschiedener Oberflächenveredelungstechnologien kann die Leistung, Zusammensetzung und Struktur der Formoberflächenschicht verändern, wodurch eine wesentliche Verbesserung und Optimierung der Formoberflächenleistung erreicht wird. Beispielsweise werden die Reibungsleistung, Wärmedämmleistung, Entformleistung, Verschleißfestigkeit, Härte und Anlaufbeständigkeit der Form verbessert, und die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit werden erhöht. Die Lebensdauer der Form kann erheblich verlängert werden. Oberflächenveredelungstechnologie ist von großer Bedeutung für die Senkung der Formenproduktionskosten, die Verbesserung der Qualitätsniveaus und die Verlängerung der Lebensdauer. Gleichzeitig fördert sie auch die Verbesserung der Produktionseffizienz und nutzt das Potenzial der Formmaterialien voll aus.

Gängige Formoberflächenveredelungsprozesse

1. Physikalische Oberflächenveredelung

Die physikalische Oberflächenbehandlungsmethode, die wir nennen, hat hauptsächlich drei Aspekte: Hochfrequenz-Oberflächenhärten, Beschichtungstechnologie und Flammen-Oberflächenhärten.

• Hochfrequenzhärten

Hochfrequenzhärten bezeichnet das Platzieren einer Form in einem wechselnden Magnetfeld und das Erhitzen der Form durch das wechselnde Magnetfeld. Nach dem in der Oberflächenbehandlungstechnologie verwendeten Härten weist die Formoberfläche eine höhere Härte auf, die 2-3 HRC höher ist als bei normalem Härten, und ist relativ spröde, was die Ermüdungsfestigkeit der Form erheblich verbessert.

Hochfrequenzhärten wird hauptsächlich für das Oberflächenhärten von industriellen Metallteilen verwendet. Es ist ein Metallwärmebehandlungsverfahren, das einen bestimmten induzierten Strom auf der Werkstückoberfläche erzeugt, die Oberfläche des Teils schnell erhitzt und dann schnell abschreckt. Induktionshärten eignet sich nicht für Formen mit komplexen Formen.

• Beschichtungstechnologie

Die Beschichtungstechnologie nutzt hauptsächlich die Eigenschaften der externen Beschichtung zur Bearbeitung der Form.

• Flammen-Oberflächenhärteprozess

Flammen-Oberflächenhärten ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem eine Flamme aus gemischter Verbrennung von Acetylen und Sauerstoff auf die Teilespitze gesprüht wird, sodass das Teil schnell auf die Härtetemperatur erhitzt wird. Anschließend wird sofort Wasser auf die Teilespitze gesprüht. Flammen-Oberflächenhärten eignet sich für Einzel- oder Kleinserienproduktion, große mittelkohlenstoffhaltige Stahl- und mittelkohlenstoffhaltige Legierungsstahlteile, die harte, verschleißfeste Oberflächen benötigen und Stoßbelastungen standhalten müssen.

2. Chemische Oberflächenveredelung

Die chemische Oberflächenveredelungsmethode bedeutet, dass die Form in ein aktives Medium mit einer bestimmten Temperatur zum Warmhalten gelegt wird, um den technischen Anforderungen gerecht zu werden und die Leistung der Formoberflächenschicht zu verbessern, und ein oder mehrere Elemente in die Formoberfläche diffundieren. Der Zweck ist, die chemische Struktur und Zusammensetzung der Formoberfläche zu verändern.

Es diffundiert je nach Oberfläche unterschiedliche Elemente, um die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Formoberfläche zu verbessern. Die chemischen Oberflächenveredelungsmethoden werden nach den in die Oberflächenschicht diffundierten Elementtypen unterschieden, meist Borieren, Nitrieren, Carburieren, Carbonitrieren, Vanadiumdiffundieren, Aluminisieren usw. Die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Formoberfläche können durch chemische Oberflächenveredelung erheblich verbessert werden.

• Borieren

Es gibt viele Boriermethoden, wie Salzbadborieren, Festborieren und Gasborieren. Internationale Behandlungsmethoden sind häufiger Festborieren und Salzbadborieren.

Borieren wird hauptsächlich für Verschleißfestigkeit und bestimmte Korrosionsbeständigkeit eingesetzt. Der Borierprozess verbessert die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit und verbessert die Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

• Carburieren

Die meisten niedriglegierten Stähle oder niedriglegierten Stähle verwenden den Carburierprozess. Der Carburierprozess zielt hauptsächlich darauf ab, die Oberflächenschicht des Werkstücks mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit auszustatten. Im Gegensatz dazu behält der Kern des Werkstücks die Zähigkeit und Plastizität von niedrigkohlenstoffhaltigem Stahl bei. Das niedrigere Material ersetzt das höherwertige Material durch Carburieren und Härten. Daher werden auf Basis der Gewährleistung der Formmaterialqualität die Herstellungskosten gesenkt.

Der Carburierprozess eignet sich für Formen, die großen Stoßbelastungen oder starkem Verschleiß gleichzeitig ausgesetzt sind. Der Carburierprozess ist jedoch für Formen, die höhere Präzision erfordern, ungeeignet. Da die Temperatur beim Carburiervorgang relativ hoch ist, ist nach dem Carburieren eine Wärmebehandlung erforderlich, was zu großen Formverformungen führt.

• Nitrieren

Stickstoff kann durch die Anforderungen verschiedener Bearbeitungswerkstücke eine gutartige Oberfläche bilden und in den Formhärteprozess eindringen. Durch den Nitrierprozess haben die Anlaufbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Verschleißfestigkeit der Form ein hohes Niveau erreicht. Im Vergleich zum Carburierprozess ist die Nitriertemperatur relativ viel niedriger, etwa 500–600 °C. Daher ist der Verformungsbereich der Form bei der Nitrierbehandlung gering, was die Gesamtqualität der Form erheblich verbessern kann.

Aufgrund der hohen Kosten, langen Betriebszeit und des komplexen Prozesses des Nitrierverfahrens wird es normalerweise in Formen mit hohen Anforderungen an Hitzebeständigkeit, Präzision und Verschleißfestigkeit eingesetzt.

Die Geschwindigkeit des Eindringbehandlungsverfahrens ist relativ schnell, die Verformungskapazität der Form ist relativ gering, und sie hat hohe Verschleißfestigkeit, was die Lebensdauer der Form erheblich verbessern kann.

• Carbonitrieren

Carbonitrieren bezeichnet die chemische Behandlung von Stickstoff und Kohlenstoff tief in die Formoberfläche. Carbonitrieren wird üblicherweise in flüssiges Carbonitrieren und Gascarbonitrieren unterteilt. Die Vorteile der Carbonitrierbehandlungstechnologie sind schnellere Behandlungsgeschwindigkeit, geringere Formverformung, höhere Anlauf- und Verschleißfestigkeit und können auch die Formlebensdauer verbessern.

3. Beschichtungsbehandlungsmethode

(1) Der Metall-Dampf oder das Gas wird durch das Ionenimplantationsverfahren in die Ionisationskammer eingeführt, sodass es in positive Ionen ionisiert und durch die Hochspannungsstromquelle beschleunigt wird, sodass die positiven Ionen mit hoher Geschwindigkeit in den Festkörper eingebettet werden können. Ionenimplantation kann die mechanischen Eigenschaften der Formoberfläche verbessern und die Verschleißfestigkeit der Form erhöhen.

(2) Das thermische Spritzen der Cermet-Beschichtung auf die Form durch Thermalspritztechnologie kann die Stoßfestigkeit, Anlaufbeständigkeit, Härte und andere Fähigkeiten verbessern.

(3) Die Betriebstemperatur der galvanischen Oberflächenbehandlungsmethode ist niedriger, was die Formverformung geringer macht und die Formleistung nicht beeinträchtigt.

Fazit

JTR bietet eine Vielzahl von Oberflächenveredelungstechnologien an und ist ein professioneller Hersteller, der sich der Bereitstellung hochwertiger Rapid-Prototyping- und Massenfertigungsdienstleistungen widmet. Wenn Sie über verwandte Technologien informiert werden möchten oder entsprechende Bedürfnisse haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.