该流程的电离程度低于电弧蒸发流程中的电离程度,但是却可以实现良好的涂层附着力以及细密的涂层组织。不会出现蒸发材料的液滴。
目前对于冷整体成型模具具有重要意义的是具有“磁控管”-喷镀源的PVD涂覆方法。对于这种方法,从作为阴极且已接通的目标中,通过氩离子轰击,将离子化程度相对较低的材料转化为气相。
对于使用空心阴极电弧蒸发器的PVD涂覆方法,可以实现类似于低压电弧蒸发器的电离特性。目前很少使用这种方法。
通常可以认为,PVD涂覆方法的较低流程温度可以在无变形风险以及无硬度损失的情况下完成涂层工作。但前提条件是在涂覆温度以上完成多次回火。较低的涂覆温度也会对具有高L/D比的模具产生有利影响。
涂层表面的粗糙度取决于涂覆方法以及基质的粗糙度。
冷整体成型模具的材料需具备以下基本特性:
— 高硬度
— 高抗压强度
— 足够的韧度
— 高耐磨强度
— 足够的回火稳定性
顺利完成涂覆的前提条件是涂层与基层材料之间具有良好的粘附性。此外薄的硬质材料涂层的基层材料必须能够提供足够的支承作用。
尤其是高速切削钢、莱氏体12%铬钢以及硬质金属能够满足这一要求。
在精加工之后,通常在硬化以及回火状态下完成钢制模具的涂层装备。按照PVD方法实现的涂层通常需要450°C左右的流程温度。为了避免在表面处理中出现硬度降低或者涂层结构以及尺寸变化,模具的回火温度至少为500°C。这意味着基础材料必须具有相应较高的回火稳定性。因此不推荐使用无二次淬火最大值的钢材。
对韧度具有高要求的标准钢材为材料1.3343。对于较高的磨损应力情况,采用材料1.3344和1.3207,或者分析型或性能类似、以粉末冶金途径生产的高速切削钢。
表1中给出了针对不同冷整体成型模具的建议。对于所列出的模具型号,原则上必须规定淬火温度范围以下的淬火温度(详细信息参见DIN 17350)。通常应在温度> 550 °C完成三次回火。
表1的建议中列出了该组中常用的钢材。优先选用合金特种钢,例如材料1.2379。在对这些钢材进行热处理时,淬火温度约为1050°C,并在500°C左右完成三次回火。多次回火确保在这种高淬火温度下,在这类钢材中产生的残余奥氏体能够转换为马氏体。否则在450°C至480°C的温度下进行涂层装备时,残余奥氏体可能会发生转变并导致涂层尺寸变化。
硬质金属同样可以通过CVD或者PVD的涂层工艺改变其磨损特性。在选择材料时应当征求硬质金属供应商的建议并与涂装人员进行协商,因为根据现有的经验,这类模具的损伤通常是由用户选用错误的基础材料而造成的。