隨著工業(yè)的發(fā)展,模具的需求量越來越大粤未,模具壽命也愈來愈引起人們的重視报叁。在生產(chǎn)中田漓,很多模具存在易損傷,需頻繁刃磨付找、修理等現(xiàn)象歧胃,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量。
823模具專用抗磨劑是北京郵電大學(xué)化學(xué)防護(hù)研究所彭道儒教授發(fā)明的《DJB—823固體薄膜保護(hù)劑》(國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB—1300—91)系列產(chǎn)品之一艰争。該產(chǎn)品抗腐蝕坏瞄,具有良好的潤(rùn)滑性能和耐磨性能,可使模具壽命提高3~10倍甩卓,而且成本低鸠匀、操作簡(jiǎn)單、周期短逾柿、見效快缀棍。
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
1. 有機(jī)合成物:
823抗磨劑是兩種具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)以潤(rùn)滑劑與金屬緩蝕劑相結(jié)合的一種人工有機(jī)合成物机错。該合成物是具有永久偶極矩的強(qiáng)極性分子爬范,能通過分子端基所具有的靜電場(chǎng)力和配位場(chǎng)力與金屬原子的空軌道形成化學(xué)鍵結(jié)合,其結(jié)合力為30~150千卡/mol弱匪,比分子間結(jié)合力大11~300倍青瀑。
2. 極性分子:
極性分子由頭和尾組成,極性分子頭內(nèi)有密集的電子云團(tuán)萧诫,其中能量較大的電子進(jìn)入金屬表面原子的空軌道與金屬原子形成化學(xué)鍵結(jié)合(共價(jià)鍵和配位鍵)狱窘,具有很強(qiáng)的極性。整個(gè)分子長(zhǎng)度約35~37财搁,尾部有很強(qiáng)的自潤(rùn)滑特性愈饲,起著潤(rùn)滑耐磨作用。
3. 作用機(jī)理:
a. 防腐性:
涂敷823抗磨劑的金屬表面蝉丧,可以形成一層完整的保護(hù)膜碴纺。這層膜由無數(shù)個(gè)極性分子定行排列而成, 構(gòu)成了一層固體薄膜就留,隔絕了空氣和水分等介質(zhì)對(duì)金屬表面的接觸仇习,顯示出優(yōu)良的防腐蝕性能。
b. 潤(rùn)滑性:
涂敷823抗磨劑的兩個(gè)金屬的相互運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是鉚在金屬表面上的823抗磨劑極性分子尾與尾之間的摩擦拭奖,形成非金屬與金屬之間的摩擦梆载。
c. 耐磨性:
涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成多分子結(jié)構(gòu),一般有3~4層,厚度約200?(20nm)萧状。如超過4層撵刷,823抗磨劑分子不能定向排列,形成物理吸附層捣兄。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層褐袒,形成摩擦為薄膜與薄膜之間的摩擦啼术,涂與不涂提高耐磨性11.09倍。
d. 使用方便:
823抗磨劑工藝簡(jiǎn)單载碌,將工件處理后放進(jìn)823溶液中浸泡1~3分鐘取出烘干即可形成一層致密的干性保護(hù)膜猜嘱,厚約1~2微米。該膜層不影響工件的尺寸精度與固有的物理特性嫁艇。
e. 成本低廉:
500ml溶液可涂敷5~7平方米的表面積朗伶,涂敷成本每平方分米約0.2~0.5元。
f. 應(yīng)用廣泛:
823抗磨劑的工藝適用于各種金屬材料步咪,不僅能在鋼鐵制品表面而且在粉末冶金和鑄鐵件表面形成厚度均勻腕让、組織致密的保護(hù)層。廣泛用于鋼鐵歧斟、鑄鐵纯丸、鋼管、鋼板以及金静袖、銀觉鼻、銅等有色金屬和非金屬材料的表面處理。
g. 結(jié)合強(qiáng)度高:
823抗磨劑與金屬基件結(jié)合強(qiáng)度高队橙,不起皮坠陈、不脫落、不生銹淮辕;既保持了金屬基件原機(jī)械性能蘸错,而且增加了耐磨性與耐腐蝕性。
h. 涂層均勻:
823抗磨劑涂層均勻致密俯炮。不論是淺孔冬溯、深孔、管道內(nèi)壁敦浅、制品拐角等形狀復(fù)雜的表面录教,都能進(jìn)涂層均勻行表面處理,無麻點(diǎn)赛琢、無氣孔字瘫。
823抗磨劑可以同時(shí)滿足潤(rùn)滑、耐磨悴碳、導(dǎo)電借街、絕緣、防潮濕灾囊、防霉菌听想、防鹽霧、防手汗、耐沖擊哗魂、防工業(yè)大氣肛走、耐高低溫等十六個(gè)性能指標(biāo)漓雅。其綜合性能指標(biāo)達(dá)到或超過了通過國(guó)家專利局和國(guó)家科委情報(bào)中心檢索的录别、世界專利收集到的文獻(xiàn)資料上的技術(shù)性能指標(biāo),居國(guó)際先進(jìn)水平邻吞。
二. 提高模具的耐磨性
沖裁组题、拉伸等模具在生產(chǎn)中處于反復(fù)縻擦狀態(tài),必須提高它們的耐磨性來延長(zhǎng)使用壽命抱冷。如采用新材料崔列、表面處理新工藝等方法,存在成本高旺遮、工藝復(fù)雜赵讯、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
823抗磨劑與Cr12耿眉、CrMoV边翼、T10A等黑色金屬原子形成共價(jià)鍵結(jié)合,其結(jié)合力為30~150千卡/摩爾溅鞠,比分子間結(jié)合力(即范德法力)大11~300倍徽七,在沖壓過程中雖然承受了強(qiáng)大的工藝力,也不會(huì)使涂層脫落仙茴。
涂敷823抗磨劑的金屬表面可以形成定向排列的多分子結(jié)構(gòu)蛹柔,一般3~4層,厚度約20nm签梭。多分子結(jié)構(gòu)的823抗磨劑涂層形成摩擦為薄膜與薄膜之間的摩擦电尖;應(yīng)用于沖裁、拉伸稻悴、彎曲丛幌、壓鑄等冷沖模具上,可大大提高它們的耐磨性抢纹,效果顯著懒碍。
a. 減少模具刃磨次數(shù);省工谚剿、省時(shí)缝驳,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
b. 使工件尺寸穩(wěn)定归苍,大大提高產(chǎn)品的合格率用狱。
c. 延長(zhǎng)模具壽命3~10倍,降低模具材料成本和制造成本。
三. 保證良好的潤(rùn)滑
在沖壓過程中夏伊,由于存在著強(qiáng)大的摩擦力摇展,需要添加高強(qiáng)度專用潤(rùn)滑油來降低摩擦系數(shù)從而減少摩擦力以提高工件質(zhì)量和延長(zhǎng)模具壽命。
目前有很多方法可以提高模具表面的硬度溺忧,如表面淬火咏连、鍍硬鉻、氮化處理等鲁森,但這些方法都存在著一個(gè)共同的缺點(diǎn)祟滴,即只能提高模具表面的硬度,卻不能降低表面摩擦系數(shù)和減少摩擦力歌溉。
當(dāng)模具表面涂敷823抗磨劑后垄懂,在其表面形成一層完整的保護(hù)膜,這層膜由無數(shù)個(gè)抗磨劑的極性分子定行排列而成痛垛。涂敷823抗磨劑的兩個(gè)金屬的相互運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是鉚在金屬表面上的823保護(hù)劑極性分子尾與尾之間的摩擦秋衡,具有良好的自潤(rùn)滑特性,抗咬合(粘結(jié))晚簇,可降低工件與模具之間的摩擦系數(shù)5~10倍和減少摩擦力1/3以上挑卫。
a. 提高工件斷面質(zhì)量,減少毛刺峡逆。
b. 降低表面粗糙度勃拢,使產(chǎn)品表面光亮,不拉花念弧,也不起龜裂后涛。
c. 可使落料順暢,避免出現(xiàn)堵塞依播。
d. 對(duì)用于批量生產(chǎn)的模具效果顯著口愁。
四. 抗腐蝕及防銹
823抗磨劑具有優(yōu)良的防護(hù)性能,強(qiáng)疏水性娱必;防潮濕鸿挠、鹽霧以及SO2、H2S姻蚓、CO2等對(duì)金屬的腐蝕氧化宋梧。該保護(hù)膜耐單一溶劑的擦洗。涂敷823抗磨劑的模具在使用或庫存中無需防銹處理狰挡,也會(huì)長(zhǎng)期保持不氧化生銹捂龄。
五、應(yīng)用范圍
1.汽車工業(yè):
a. 氣缸 活塞 凸輪軸 換檔凸輪 分離凸輪 氣門挺桿 活塞銷
b. 曲軸 銅套 軸瓦 軸承 齒輪 連桿 高壓油泵 噴油嘴 各種鏈條
2. 航空工業(yè):
a. 各類閥體 閥芯 接頭 儀器外表外殼
b. 表盤指針 陀螺 螺母 螺桿 整流罩
3. 機(jī)加工業(yè):
a. 模具: 沖裁模 拉伸模 撥絲模 擠壓模 壓鑄模
b. 量具: 卡尺 角尺 千分尺 千分表 螺紋塞規(guī) 螺紋止規(guī) 高度尺
c. 刀具: 車刀 創(chuàng)刀 鏜刀 絲錐 板牙 銑刀 拉刀 創(chuàng)齒刀 插齒刀
4. 紡織工業(yè):
紡織刮板 送料導(dǎo)桿 錠子棘輪 紡織針 噴絲頭 鋼領(lǐng)
5. 石化工業(yè):
各種閥門 泵殼 抽油泵 抽油桿 熱交換器及各種軸加叁、套倦沧、管、葉片等
6. 其 它:
a.柱塞式液壓泵 齒輪泵 剪板機(jī) 導(dǎo)彈導(dǎo)軌 機(jī)床導(dǎo)軌 手表扣
b.各種標(biāo)準(zhǔn)件 縫紉機(jī)零件 自行車零件 電動(dòng)工具 振動(dòng)盤 刀片
六、823模具專用抗磨劑涂敷工藝
1.工具及設(shè)備
1.1 恒溫干燥箱(頂部有出氣孔)展融,溫度范圍:室溫~150℃窖认;或電吹風(fēng)500W.
1.2 恒溫水浴設(shè)備(單孔/雙孔水浴鍋或其它);
1.3 容器(250ml告希、1000ml燒杯或視工件大小而定)扑浸;溫度計(jì)(0~200℃有結(jié)溫度計(jì)2支);
1.4 漏斗暂雹、中速濾紙首装、搪瓷盤或不銹鋼盤各一件抱典;
1.5 量筒(250ml)衔耕、量杯(100ml)、玻璃棒各一只绵另;
2.環(huán)境要求
2.1 操作間應(yīng)清潔悬鲜、防塵;并安裝通風(fēng)姨莽、排氣裝置厉源。環(huán)境溫度應(yīng)保持在12~35℃。
2.2 操作間禁止煙火仲侈,不準(zhǔn)使用電爐或明火直接加熱溶液或烘干工件豆蝠。
2.3 配電盤和開關(guān)應(yīng)符合防火、防爆要求秆惑,或安裝于操作間之外赛羡。
3.工藝流程 前處理
3.1 前處理
用機(jī)械和化學(xué)方法去積塵、油污和各種腐蝕產(chǎn)物哗蛋。
3.2 清洗
將工件用1:1的無水乙醇(化學(xué)純)和120號(hào)溶劑汽油(或二甲苯)混合溶劑對(duì)被涂工件進(jìn)行清洗词祝,使工件表面干燥、清潔届谈。確保無腐蝕物枯夜、油污及水分(以干凈白紗布擦拭無污點(diǎn)為宜)。
3.3 預(yù)熱
預(yù)熱時(shí)艰山,將清洗干凈的工件放入烘箱中湖雹,在80~90℃下保溫20分鐘,從烘箱取出后5分鐘內(nèi)進(jìn)行涂敷(工件預(yù)熱后溫度以等于或略低于溶液溫度為宜曙搬,即45~55℃)摔吏。量少時(shí)無須預(yù)熱。
3.4 涂敷
涂敷過程應(yīng)符合下列要求
a. 溶液澄清透明時(shí)方可涂敷织鲸,并且使溶液溫度保持在55℃~65℃的范圍內(nèi)(水溫60~65℃舔腾,加熱時(shí)用玻璃棒輕輕攪拌溶液);
b.避免工件、溶液與水接觸稳诚,水浴最好封閉哗脖;
c.操作人員應(yīng)戴清潔的白紗手套與口罩,避免手直接接觸工件扳还;
d.將預(yù)熱的工件浸入溶液中1~2分鐘才避,并適當(dāng)抖動(dòng)。對(duì)不便浸涂的工件或設(shè)備掰废,可用干凈毛刷刷涂棕优,用電吹風(fēng)依次均勻吹3~5分鐘即可。
3.5 晾干
將涂敷好的工件晾置15分鐘以上敢添,確保溶劑完全揮發(fā)(不得有液滴堆積及流痕)佣虑。
3.6 烘干
將晾干后的工件放入烘箱內(nèi)烘干,烘干溫度120±2℃季训,烘干時(shí)間30~60分鐘(以烘箱溫度達(dá)到120℃開始計(jì)時(shí)弧定,并完全打開出氣孔)。對(duì)印制線路板等不適宜上述溫度的工件肝庸,可在70~80℃烘干锡跺,保溫時(shí)間1小時(shí)。
3.7 冷卻
經(jīng)烘干的工件取出自然冷卻吓死,其涂敷部位未冷卻渴甜、干燥前不得觸摸,待工件冷卻到室溫后方可包裝普晌。
4.檢驗(yàn)
用肉眼或3~5倍放大鏡對(duì)涂膜進(jìn)行檢驗(yàn)顶猜。涂膜應(yīng)潔凈、均勻草添、無流痕或堆積等缺陷驶兜。
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