Tuổi thọ của lớp phủ gốm thép H13 thường là từ 2.000 đến 10.000 chu kỳ sản xuất, tùy thuộc vào điều kiện vận hành, quy trình phủ và mức độ bảo trì. Trong các ứng dụng điển hình như đúc khuôn hợp kim nhôm, tuổi thọ thường có thể dài hơn 2,5 đến 3 lần so với khuôn không tráng phủ.
I. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ lớp phủ
1. Nhiệt độ hoạt động và tần suất chu trình nhiệt
Nhỏ hơn hoặc bằng 500 độ: Cấu trúc lớp phủ ổn định, quá trình oxy hóa và tăng trọng chậm, tuổi thọ cao nhất.
500–650 độ : Các vết nứt nhỏ có thể lan rộng khi tiếp xúc lâu dài; yêu cầu làm nóng sơ bộ chất nền và kiểm soát làm mát.
Sốc nhiệt tần số-cao (ví dụ: khuôn mở và đóng nhiều lần trong một phút): Làm tăng độ mỏi và nứt lớp phủ; thiết kế lớp phủ gradient được khuyến khích.
Dữ liệu được đo: Sau khi Al₂O₃-TiO₂ được phun lên khuôn H13 trong nhà máy đúc khuôn ô tô-, không quan sát thấy hiện tượng nứt vỡ đáng kể sau 8.200 chu kỳ ở 600 độ.
2. Loại và quy trình phủ
Bảng: Quy trình phủ Độ bám dính độ dày điển hình (MPa) Cải thiện tuổi thọ trung bình
Phun plasma (APS) 100–200μm Lớn hơn hoặc bằng 40 2.5–3,0 lần
Cao-Phun lửa tốc độ cao (HVOF) 80–150μm Lớn hơn hoặc bằng 70 3.0–3,5 lần Lắng đọng hơi vật lý (PVD) 2–5μm Lớn hơn hoặc bằng 30 1.8–2,2 lần
Khuyến nghị: Phun HVOF WC-Co hoặc Cr₃C₂-NiCr, độ bền liên kết cao, mật độ tốt và khả năng chống mỏi nhiệt tối ưu.
3. Môi trường ăn mòn
Trong quá trình xử lý nhựa huỳnh quang (chẳng hạn như PFA, FEP), quá trình phân hủy-ở nhiệt độ cao sẽ tạo ra axit hydrofluoric (HF).
Lớp phủ gốm (chẳng hạn như Al₂O₃, ZrO₂) có thể ngăn chặn sự xâm nhập HF một cách hiệu quả, chịu được 2000 giờ thử nghiệm phun muối mà không bị rỉ sét.
Nếu các vết nứt nhỏ xuất hiện trên lớp phủ, HF sẽ ăn mòn lớp nền dọc theo các vết nứt, dẫn đến phồng rộp và bong tróc cục bộ.
Thận trọng: Nếu phát hiện thấy "đốm trắng" hoặc rò rỉ vi mô trong khu vực vòi phun hoặc ống góp, hãy dừng máy ngay lập tức để kiểm tra.
II. Khuyến nghị thực tế để kéo dài tuổi thọ lớp phủ
Kiểm soát nhiệt độ làm nóng trước khuôn: Làm nóng trước đến 150–200 độ trước khi khởi động để giảm tác động của ứng suất nhiệt.
Tối ưu hóa hệ thống làm mát: Đảm bảo làm mát đồng đều để tránh quá nhiệt cục bộ hoặc làm mát không đồng đều có thể dẫn đến mệt mỏi do nhiệt.
Vệ sinh và kiểm tra thường xuyên: Sử dụng dụng cụ mềm để loại bỏ cặn cacbon để tránh làm trầy xước lớp phủ.
Sử dụng Thử nghiệm thâm nhập huỳnh quang (FPI) để phát hiện sớm các vết nứt nhỏ.
Tránh tác động cơ học: Ngăn chặn các vật cứng làm trầy xước bề mặt lớp phủ trong quá trình sửa chữa và lắp ráp khuôn.
