在加工塑料和彈性體材料時(shí),采用離子氮化和硬性材料PVD鍍層的組合工藝處理方法可有效遏制磨損、冷焊、腐蝕和材料堆積等問題。該組合工藝除了提高表面硬度和抗化學(xué)能力外,還可優(yōu)化強(qiáng)度和韌性等性能。
進(jìn)行塑料加工時(shí)如何避免磨損、腐蝕以及材料堆積是一個(gè)關(guān)鍵的問題。因此在具體應(yīng)用中,表層、加工面及模具表面三者之間必須合理匹配。在等離子滲氮處理后沉積合適的硬質(zhì)膜是一種有效的方法。等離子輔助化學(xué)熱處理層及涂層的組合應(yīng)用在有效改善產(chǎn)品性能的同時(shí)還可降低單位成本。
同時(shí),采用有效方式對應(yīng)用于塑料加工領(lǐng)域的工具表面進(jìn)行改性也已經(jīng)變得越來越普遍。而成功的關(guān)鍵在于是否對工具及其表面特性有正確的理解。而塑料加工應(yīng)用中機(jī)械設(shè)備及模具制造狀況會(huì)直接影響到塑料材料與工具表面的化學(xué)反應(yīng)狀況。
工藝特點(diǎn)
等離子滲氮是一種十分有效的生成界面膜層的熱處理方式。輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入膜層中,從而增強(qiáng)工件表面硬度。工藝過程中待處理工件為陰極,通入氫氣及氮?dú)獾幕旌蠚怏w,在數(shù)百伏特及50~500Pa壓力下對陽極施偏壓。陰極勢降中,由于基體表面溫度高達(dá)450℃以上,氮離子獲得加速并撞擊基體表面從而氮元素滲入工具內(nèi)部。通過這種方式可形成含鐵或鉻、鉬、鋁及鎂等的氮化物化合層及擴(kuò)散層。其表面硬度可達(dá)1000HV,甚至更高。通常工件表面主要是被稱作為白層的鐵氮化合物。氮含量可以根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行調(diào)節(jié),甚至完全抑制以便為后續(xù)的硬質(zhì)材料涂層創(chuàng)造更好的表面條件。生成的擴(kuò)散層從工件表面至核心幾十毫米的硬度降低非常平緩。
在工業(yè)化沉積硬質(zhì)膜方面,電弧蒸發(fā)工藝因其簡單便捷而占據(jù)著非常重要的地位。工藝過程中,鍍層金屬因?yàn)樗a(chǎn)生的電弧在表面邊界快速移動(dòng)而獲得蒸發(fā)、電離,在工件底盤通負(fù)偏壓情況下,金屬離子加速撞擊到工件上。電弧蒸發(fā)工藝單純采用物理方法使金屬蒸發(fā),而不包括任何中介揮發(fā)性化合物,因此是一種典型的PVD(物理氣相沉積)工藝。通過添加含氮或含碳?xì)怏w,可形成氮化物和碳化物金屬薄膜。薄膜具有非常高的微硬度、低摩擦性能和很好的化學(xué)惰性。通常當(dāng)工藝溫度在180℃以上時(shí),可以獲得高質(zhì)量的鍍層。因此,PVD工藝也可以適用于滲碳鋼。氮化和涂層技術(shù)的特點(diǎn)使對總體長度達(dá)4m的工件進(jìn)行組合處理成為可能。同時(shí),還可組合處理直徑1.5m、長度2m的大組件。