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压铸模具必看:一站式解决熔损难题,PVD 涂层选对少走 3 年弯路

作者:超微中程纳米 来源:超微中程纳米 日期:2025-09-08 17:04:25 人气:257

一、压铸模具熔损的 “成本黑洞”,CrAlN(氮化铬铝)涂层是最优解

    对于压铸模具来说,模具熔损一直是影响生产效率和成本的主要问题。以某中型缸体压铸厂为例,由于缸套模具经常熔损,每年需采购6套新模具,每套成本约为3万元。加上更换模具导致的停机损失、加班费用及交期延误等,年损失总计超过50万元。此外,多次更换模具还会引起产品尺寸偏差,使不良品率从2%上升至5%,进一步削弱利润。实践证明,CrAlN 涂层能显著缓解这一难题:选用优质的 CrAlN 涂层可使模具熔损减少80%以上,使用寿命提升2-3倍,帮助企业节省多年的摸索时间,避免重复投入。

二、压铸模具熔损的三大主因,多数企业未能准确识别

    很多企业在处理压铸模具熔损问题时,常陷入“更换—再损坏—再更换”的循环,关键在于未彻底厘清问题根源。根据服务的 200 + 压铸企业案例的总结,模具熔损主要可归纳为以下三方面,而大多数企业因误判原因而采取了不合适的对策:

1. 高温金属液的 “化学侵蚀 + 物理冲刷” 双重打击

    在压铸过程中,铝、镁等合金在高温(650-750℃)下以高速(10-20m/s)注入模腔,对模具产生两类损伤:

化学腐蚀:熔融金属与模具材料(如H13、SKD61钢)中的铁、碳等元素反应,生成脆性的金属间化合物(如Fe-Al相),在模具运动中易剥落,形成熔蚀坑;

物理冲刷:高速金属液持续冲击浇口、分流锥等区域,类似“水流冲击岩石”,逐步磨损模具表面,加剧损坏。

    这类复合损伤在结构复杂的模具(如发动机缸体)中尤为明显,也是此类模具寿命较短的主因。


2. 温度循环导致的热疲劳裂纹

    压铸模具持续经历温度剧烈波动:注入高温金属后升温至500℃以上,再经脱模剂迅速冷却至150℃左右。这样的反复热冲击会引发以下问题:

模具内外温差形成周期性热应力;

当应力超过材料疲劳极限,表面出现微裂纹(通常小于0.1mm)

随着生产进行,裂纹逐渐扩展并交织,最终导致表面材料脱落,形成熔损。

    据统计,热疲劳引发的熔损占压铸模具失效的40%以上,在连续生产的大规模产线中更为常见。


3. 机械摩擦加剧表面损伤

    除高温和热应力外,机械摩擦也是不可忽视的因素:

工件与型腔之间的摩擦会磨掉模具表面的氧化层,使基材暴露,更易受到金属液侵蚀;

在冷镦等工艺中,冲头与凹模因摩擦导致不均匀磨损,产生阶梯式损耗和应力集中,加速局部熔损;

顶针、导柱等配件磨损会影响合模精度,间接引起型腔损坏。

    不少企业仅关注高温影响,忽视了摩擦带来的间接损害,致使所选涂层效果不佳。

三、CrAlN 涂层为何能全面应对熔损?

  针对上述熔损诱因,CrAlN(铬铝氮)涂层凭借其成分配比和工艺特性,展现出耐高温、抗磨损和高结合强度三大优势,成为模具保护的理想选择:


1. 高硬度(HV3000+):有效抵抗机械磨损

    超微中程的CW-AT(CrAlN )涂层硬度可达HV3300,是普通模具钢的5-6倍。高硬度带来以下益处:

显著降低摩擦部位的磨损,在冷镦冲头等部件上尤为明显;

抵御金属液冲刷,维护表面完整性,减少熔坑形成。

2. 高温抗氧化性(800℃+):有效抵抗化学侵蚀

    铝、镁合金压铸温度通常在650-750℃,而超微中程的CW-AT(CrAlN)涂层最高工作温度可达1100℃,且表面形成致密氧化铝膜,起到以下作用:

隔绝熔融金属与基材的反应,抑制脆性相生成;

抗氧化性能优异,在高温下氧化速率远低于其他涂层材料。

    实际应用显示,涂覆CrAlN的缸体模具寿命从3万模次增至8-10万以上,熔损减少大约75%。

3. 低摩擦系数(0.2-0.3):减少摩擦带来的间接损耗

    超微中程的CW-AT(CrAlN)涂层摩擦系数稳定在0.2,有利于:

顺畅脱模,降低工件与模具表面的摩擦损伤;

延长顶针、导柱等配件寿命,维持合模精度。

    对于批量生产,还能降低脱模剂用量约30%,减轻化学腐蚀。

4. 高结合等级(1级):保障涂层持久有效

    涂层与基体的结合力直接决定防护效果。超微中程的CW-AT(CrAlN)涂层通过自主研发工艺并结合预处理(如喷砂、离子清洗),实现高强度结合。

四、选 CrAlN 涂层必看的 4 个避坑要点

    为避免选型不当导致效果不佳,选择时需注意以下四点:

1. 涂层厚度需匹配实际需求

误区:认为越厚越好,要求超过15μm。

风险:过厚易脆裂,影响配合精度。

2. 重视结合力,不止于外观

误区:仅依据外观光泽判断质量。

风险:结合力不足(<30N)会导致早期脱落,增加废品率。

3. 认清PVD与CVD工艺差异

误区:混淆两种工艺,误选CVD

说明:

PVD工艺:低温(150-500℃),韧性好,结合力强,适合热作模具;

CVD工艺:高温(800-1000℃),脆性高,易使模具变形,不适合压铸。

在行业竞争加剧的背景下,投资CrAlN涂层不再是额外开支,而是提升效益的关键举措。

五、专业CrALN涂层公司的选择


    选择涂层不仅是选产品,更是选解决方案。超微中程依托定制化、高效和可靠的服务,已成为众多企业的首选合作伙伴:

1. 权威资质与荣誉认证,性能数据可追溯

公司专注涂层10余年,拥有“先进表面技术联合实验室”,自主研发涂层技术在PVD涂层行业排名领先;

通过ISO9001质量管理体系认证,建立从材料采购、工艺控制到成品检验的全流程标准,保证产品性能。

企业先后荣获江苏省“高新技术企业”、江苏省“瞪羚企业”、江苏省“科技型中小企业”、苏州市“创新型中小企业”、苏州市“瞪羚企业”

质量可追溯:公司拥有完整的生产管理系统可查询每批产品的生产流程、涂层批次、检测结果和生产责任人员,确保问题可追溯

2.多行业应用案例,覆盖广泛场景

    已为上百家模具企业提供CrALN涂层服务,积累丰富的定制经验:

面向中小模具厂:支持小批量快速定制,3天内天完成试样,帮助企业降低尝试成本;

服务大型制造商:保障每月5000+模具部件的涂层需求,交期达成率98%以上

3.标准化服务流程,合作更便捷

    为减少模具企业的试用风险,推行“先测试后合作”模式:客户提供1-2件样品即可享受免费涂层加工与性能测试,确认改善效果后再签署正式协议。为新客户提供三个月售后跟踪服务,由技术工程师定期跟进生产情况,依据反馈优化涂层参数,确保效果稳定。

六、从试样到批产的PVD涂层推行步骤

    初次使用PVD涂层的模具企业,“如何有效导入、避免资源浪费”是主要关切。通过以下“三步走”流程,可帮助企业顺利实现从试样到批量应用的过渡,确保涂层效果精准匹配生产要求。

1.样品测试——免费试做,效果直观验证

提供样件客户选取1-2件典型问题部件(如易粘料的型腔、常卡滞的顶针)寄送至生产基地;

定制方案:技术团队根据样件材质、加工环境及条件,确定涂层厚度和表面光洁度;

免费加工与测试:免费完成涂层处理,客户可在实际生产中验证改善情况,对比使用前后的使用频次和产品不合格率变化。

2.参数优化——依据生产反馈精准调整

小批量试产:试样效果满意后,安排先小批量(10-20件)涂层处理,在1-2条生产线上进行试运行;

收集数据:观察记录模具的镀后使用情况;

调整方案:如发现局部问题,技术团队将调整涂层厚度或抛光精度等参数,确保方案完全契合生产实际

3.批量推广——稳定供应,全周期保障

保障交货期:批量订单常规部件3天内交付,复杂部件5天内完成,并安排专属生产计划,避免影响客户生产;

质量可追溯:公司拥有完成“生产管理系统,可查询每批产品的生产流程、涂层批次、检测结果和生产责任人员,确保问题可追溯;

售后支持:合作期内提供持续的技术咨询,若非人为因素导致常规周期内的涂层失效,提供免费返工;定期回访客户,根据生产工艺调整(如更换材料、设备更新等)优化涂层方案


下一个:型腔粘料、顶针卡料?用对 CrN 涂层,这些粘性材料加工难题全解决
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