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模具表面处理方法

   模具在工作中除了要求具有足够高的强度和韧性外,其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能指:耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的改善,单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的,也是不经济的,而通过表面处理技术,往往可以收到事半功倍的效果,这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。

  模具的表面处理技术,是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术,改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。从表面处理的方式上,又可分为:化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。虽然旨在提高模具表面性能的新处理技术不断涌现,但在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方式,每一种渗氮方式中,都有若干种渗氮技术,可以适应不同钢种不同工件的要求。由于渗氮技术可形成优良性能的表面,并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调性,同时渗氮温度低,渗氮后不需激烈冷却,模具的变形极小,因此模具的表面强化是采用渗氮技术较早,也是应用最广泛的。

  模具渗碳的目的,主要是为了提高模具的整体强韧性,即模具的工作表面具有高的强度和耐磨性,由此引入的技术思路是,用较低级的材料,即通过渗碳淬火来代替较高级别的材料,从而降低制造成本。硬化膜沉积技术目前较成熟的是CVD、PVD。为了增加膜层工件表面的结合强度,现在发展了多种增强型CVD、PVD技术。硬化膜沉积技术最早在工具(刀具、刃具、量具等)上应用,效果极佳,多种刀具已将涂覆硬化膜作为标准工艺。模具自上个世纪80年代开始采用涂覆硬化膜技术。目前的技术条件下,硬化膜沉积技术(主要是设备)的成本较高,仍然只在一些精密、长寿命模具上应用,如果采用建立热处理中心的方式,则涂覆硬化膜的成本会大大降低,更多的模具如果采用这一技术,可以整体提高我国的模具制造水平。

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