การเคลือบโลหะผสมแข็งช่วยยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์หล่อ

การหล่อแบบไดแคสต์ ซึ่งเป็นกระบวนการฉีดโลหะหลอมเหลว เช่น อะลูมิเนียม สังกะสี และแมกนีเซียม ภายใต้แรงดันสูงเข้าไปในแม่พิมพ์ ได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นในอุตสาหกรรมยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ และการผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้า แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า แต่กระบวนการนี้ต้องเผชิญกับความท้าทายอย่างต่อเนื่อง: การสึกหรอของแม่พิมพ์

การสัมผัสกับความร้อนสูง แรงดัน และการกัดกร่อนของโลหะหลอมเหลวในแต่ละวันจะทำให้แม่พิมพ์เสื่อมสภาพลงเรื่อยๆ ทำให้คุณภาพของชิ้นส่วนลดลง อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลง ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น และทำให้เกิดการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด อุตสาหกรรมได้พยายามหาแนวทางแก้ไขมาเป็นเวลานานเพื่อให้แม่พิมพ์ทนทานต่อสภาวะที่รุนแรงเหล่านี้มากขึ้น

การชุบแข็งผิวด้วยทังสเตนคาร์ไบด์แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการปกป้องแม่พิมพ์ เทคโนโลยีนี้ใช้การเคลือบที่แข็งพิเศษกับพื้นผิวแม่พิมพ์ผ่านการสะสมประกายไฟ ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีความแม่นยำและใช้ความร้อนต่ำ ซึ่งช่วยรักษาคุณสมบัติของวัสดุฐานไว้ ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความทนทานของพื้นผิวอย่างมาก

การเคลือบประกอบด้วยอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ (ทรายแข็ง) ที่ยึดติดกับโคบอลต์หรือนิกเกิล (ซีเมนต์) ด้วยความแข็งที่ใกล้เคียง 70 HRC ซึ่งเทียบได้กับการเคลือบเพชรบางชนิด ทำให้เกิดเกราะป้องกันความเครียดจากความร้อน การโจมตีทางเคมี และการสึกหรอทางกล

วงจรการให้ความร้อนและการทำความเย็นซ้ำๆ ทำให้เกิดรอยร้าวจากความล้าจากความร้อนบนพื้นผิวแม่พิมพ์ รอยแยกเล็กๆ เหล่านี้จะขยายใหญ่ขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้โลหะหลอมเหลวสามารถแทรกซึมเข้าไปได้ ซึ่งจะทำให้คุณภาพของชิ้นส่วนลดลง

วิธีแก้ไข:การใช้การเคลือบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์/ไทเทเนียมคาร์ไบด์เชิงรุกช่วยป้องกันการเกิดรอยร้าว เช่นเดียวกับครีมกันแดดที่ปกป้องผิว สำหรับแม่พิมพ์ที่มีอยู่ การเคลือบสามารถปิดผนึกรอยร้าวเล็กๆ ก่อนที่จะขยายตัว

ช่องทางไหลของโลหะและช่องระบายอากาศมักจะอุดตันด้วยออกไซด์และเศษซาก ทำให้การผลิตหยุดชะงัก

วิธีแก้ไข:การเคลือบทางเดินเหล่านี้ทำให้เกิดพื้นผิวที่เรียบขึ้น ซึ่งทนทานต่อการสะสมและรักษาลักษณะการไหลที่สม่ำเสมอ

เมื่อโลหะหลอมเหลวแข็งตัวรอบๆ แกนเหล็ก การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันจะสร้างแรงดันสูง ซึ่งอาจทำให้เกิดการติดขัด

วิธีแก้ไข:ความหยาบของพื้นผิวที่ควบคุมได้จากการเคลือบด้วยคาร์ไบด์ช่วยป้องกันการยึดติดของโลหะ ในขณะเดียวกันก็ช่วยปรับปรุงการกักเก็บสารหล่อลื่น

ส่วนประกอบแม่พิมพ์ที่เคลื่อนที่จะสึกหรอจากการเสียดสี ทำให้ความแม่นยำของมิติได้รับผลกระทบ

วิธีแก้ไข:พื้นผิวเลื่อนที่เคลือบแล้วจะรักษาความแม่นยำได้นานขึ้น และสามารถคืนค่าส่วนประกอบที่สึกหรอให้เป็นไปตามข้อกำหนดดั้งเดิมได้

โลหะผสมอะลูมิเนียม แมกนีเซียม หรือสังกะสีหลอมเหลวจะยึดติดทางเคมีกับพื้นผิวเหล็กที่ไม่ผ่านการบำบัด

วิธีแก้ไข:ชั้นคาร์ไบด์เฉื่อยช่วยป้องกันการสัมผัสโดยตรงระหว่างโลหะกับเหล็ก ทำให้ปัญหาการยึดติดนี้หมดไป

โลหะหลอมเหลวจะซึมรอบกลไกการดีดออก ทำให้เกิดส่วนที่ยื่นออกมาที่ไม่ต้องการ

วิธีแก้ไข:การเคลือบพื้นผิวพินอย่างแม่นยำจะปิดผนึกช่องว่างเล็กๆ ที่ทำให้เกิดการรั่วไหล

แม่พิมพ์ผลิตที่ประสบปัญหาการตรวจสอบความร้อนอย่างรุนแรงได้รับการฟื้นฟูสำเร็จโดยใช้กระบวนการเคลือบด้วยคาร์ไบด์สามขั้นตอน:

1. การขัดและเคลือบพื้นที่ที่มีรอยร้าว
2. การรักษาโซนที่ปนเปื้อนคาร์บอน
3. การเสริมความแข็งแรงให้กับส่วนผนังหนาที่เกิดการยึดติดของโลหะ

แม่พิมพ์ที่ผ่านการบำบัดแล้วผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณภาพเพิ่มอีก 35,000 ชิ้นก่อนที่จะต้องบำรุงรักษา ซึ่งเป็นการขยายอายุการใช้งานอย่างมาก

ระบบการสะสมคาร์ไบด์สมัยใหม่สามารถเคลือบได้ตั้งแต่ 0.0001" ถึง 0.005" หนาด้วยความแม่นยำระดับไมครอน เครื่องมือทาแบบพกพาสามารถเข้าถึงพื้นที่แม่พิมพ์ทั้งหมดได้ ในขณะที่การระบายความร้อนแบบบูรณาการช่วยรักษาสมบัติของวัสดุฐาน

เทคโนโลยีนี้แสดงถึงแนวทางเชิงกลยุทธ์ในการลดต้นทุนการบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายด้านทุนในการดำเนินงานหล่อแบบไดแคสต์ ด้วยการจัดการกับกลไกการสึกหรอก่อนที่จะทำให้เกิดความล้มเหลว ผู้ผลิตจะได้รับเสถียรภาพในการผลิตและประหยัดเครื่องมือมากขึ้น