模具表面强化处理技术探究

【知识目标】

∗模具表面强化处理的原理和特点。

∗模具表面强化处理的分类及选用。

【能力目标】

∗掌握表面淬火技术（如感应淬火、火焰淬火等）、热扩渗技术（如渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等）、堆焊技术和电镀硬铬等技术在模具加工上的应用。

∗初步掌握近年来迅速发展的激光表面强化技术、物理气相沉积技术（PVD）、化学气相沉积技术（CVD）、离子注入技术、热喷涂技术等在模具加工上的应用。(www.xing528.com)

∗能够与整体热处理配合，从提高模具表面硬度、强度、耐磨性和防腐性能选择合适的表面强化处理方法。

模具材料是模具工业的基础。模具成形加工技术的不断发展，对模具材料提出的要求越来越高。而模具制造加工的专门化与产业化又要求尽量地降低模具材料及其加工的费用。表面工程技术是当前材料学科与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。表面工程技术在模具加工与制造领域中的应用，在很大程度上弥补了模具材料的不足，充分发挥了模具材料的性能潜力。

使用材料时，强韧性的配合非常重要，一般情况下表面高的硬度、强度、耐磨性与心部韧性、塑性之间常常存在着矛盾，使用整体材料，在许多情况下难于处理得恰当，有时甚至无法解决。而采用表面强化处理则很容易做到两者兼顾，使材料的潜力得到充分发挥。如冷作模具承受冲击载荷大，其表面耐磨性与心部韧性之间的矛盾更加突出，经渗硼后表面耐磨性由高硬度的硼化物层承担，再适当地提高回火温度将基体硬度降低使心部韧性得到改善，既发挥了硼化物层的耐磨优势，又避免发生脆性断裂，可使模具寿命延长十几倍。传统的中碳钢调质后表面淬火和低碳钢渗碳后淬火，都是强韧化处理的实际应用。用普通材料经表面强化处理，可能代替价格高的材料，甚至代替昂贵的稀缺材料。如用低碳钢渗铝，代替高合金耐热钢制作渗碳罐，节约了铬、镍资源并降低了成本。

表面强化技术是表面工程的核心内容，表面强化技术是决定强化层（膜）的成分、组织、结构和性能的关键。可应用于模具加工与制造的表面工程技术非常广泛，不仅包括传统的表面淬火技术（如感应淬火、火焰淬火等）、热扩渗技术（如渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等）、堆焊技术和电镀硬铬技术，还有近年来迅速发展的激光表面强化技术、物理气相沉积技术（PVD）、化学气相沉积技术（CVD）、离子注入技术、热喷涂技术等。许多表面强化技术的应用范围也不是单一的，常常是既能用于提高表面硬度、强度和防腐性能，又能用于装饰、维修机件，甚至作为制造复合材料的预处理工艺。