一种具有高摩擦磨损性能的模具顶杆的制作方法

本实用新型涉及一种模具顶杆，尤其是高耐磨的模具顶杆。

背景技术：

顶杆是模具中非常常用和普遍的零件，不论是注塑模具，还是冲压模具，在出模时很多都要用到顶杆将产品顶出，或者是协助产品脱模。但是在顶杆顶出及退回的过程中，与模具或套筒之间产生摩擦，久而久之，就会产生严重的磨损，配合松动，就会影响产品质量；严重的磨损则会造成顶杆运行不畅，进而造成卡顿甚至卡死现象，严重影响模具生产效率。因此，减小顶杆表面摩擦系数，提高模具顶杆表面耐磨损性能，对提高产品质量，提升生产效率具有重大意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种具有高耐磨自润滑复合表面改性层的模具顶杆。

本实用新型提供了以下技术方案：

一种具有高摩擦磨损性能的模具顶杆，杆件为细长的圆柱体形，底端连接有直径大于杆件直径的圆台；其特征在于：所述杆件的表面具有一耐磨减摩的耐蚀层；该耐蚀层自模具表面往外依次包括为Cr元素的打底层以及C元素的自润滑超硬层。

所述Cr元素的打底层的厚度为1.5-～3.5μm。

所述C元素的自润滑超硬层的厚度为1.5-～3.5μm。

本实用新型的有益是：通过闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术，在顶杆表面沉积一层新型耐磨减摩的复合镀层，达到提高顶杆表面耐磨性及耐蚀性的目的。在顶杆表面沉积的复合镀层，具有极低摩擦系数和高结合强度，硬度高，耐磨性好，能够显著降低顶杆偶件的运动阻力，降低运动过程中的摩擦力，提高耐磨性，延长使用寿命，并有效降低或消除顶杆运动过程中的松动或卡顿现象。经检测和实际使用证明，复合膜层的硬度为1500～2500HV，摩擦系数为0.02～0.08；模具使用寿命为现有模具的3-4倍；获得了理想的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的主视结构示意图。

具体实施方式

附图实施例1所示的具有高摩擦磨损性能的模具顶杆，杆件1为细长的圆柱体形，底端连接有圆台2，圆台直径大于杆件的直径；实施例2所示的模具顶杆，杆件由较细的上杆1-1与较粗的下杆1-2组成，底端连接有圆台2，圆台直径大于杆件的直径；这与现有的模具顶杆类同。

本实用新型的改进是：

所述杆件的表面具有一耐磨减摩的耐蚀层；该耐蚀层包括：沉积在杆件表面的Cr元素的打底层，Cr元素的打底层的厚度为1.5-～3.5μm；沉积在Cr元素的打底层表面的C元素的自润滑超硬层，C元素的自润滑超硬层的厚度为1.5-～3.5μm。

上述耐蚀层的硬度为1500～2500HV，摩擦系数为0.02～0.08，比磨损率为3×10^-17～9×10^-17m³/Nm。

作为推荐，该耐蚀层采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术加工而成。其制备工艺流程步骤如下：

一、将杆件用除油溶剂进行超声波清洗并烘干，装入专门定制的夹具将非加工面包覆遮挡，并放入磁控溅射设备的真空腔内，抽真空至2～5×10^-5Torr。

二、向真空腔内通入纯度为99.99％的氩气，流量为15～35sccm；将设备参数调节至离子清洗工艺，具体为：脉冲偏压500～600V，脉冲频率50～250KHz，脉冲宽度500～1500ns，两个Cr金属靶靶电流0.3～0.5A，离子溅射清洗时间为30～60分钟。

三、将脉冲偏压降低至50～80V，将两个Cr金属靶靶电流逐渐提高至5～8A，保持其他参数不变，沉积Cr元素打底层，时间为10～60分钟。

四、将两个Cr金属靶靶电流逐渐减低直至切断；开启两个石墨靶靶电流并逐渐提高至8A，保持150-360分钟，沉积碳元素的自润滑超硬层。

五、关闭磁控溅射设备的工作电流，加工完成。