表面工程技术在模具制造和修复中的应用

来源：网络 作者： 发布时间：2007-12-11

摘要 : 本文简要介绍了各种表面强化技术在模具制造和修复中的应用，重点介绍了几种表面强化新技术在提高模具使用寿命方面的典型案例，并就表面强化新技术在提高模具使用寿命方面的应用前景进行了展望。
  
　　表面强化技术不仅能够提高模具表面耐磨性及其它性能，而且能够使模具内部保持足够的强韧性，这对于改善模具的综合性能、节约合金元素、大幅度降低成本、充分发挥材料的潜力以及更好地利用模具新材料都是十分有效的。实践证明，表面强化处理是提高工模具质量和延长模具使用寿命的重要途径。

模具表面强化处理按其原理可分为化学热处理、表面涂覆处理和表面加工强化处理。模具表面强化处理的方法多种多样，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）、热喷涂技术、堆焊技术和电镀硬铬技术外，还有近 20 年来迅速发展起来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 ）、离子注入技术等。由于激光和电子束等新能源的能量集中、加热迅速、加热层薄、自激冷却、变形很小、无需淬火介质、有利于环境保护、便于实现自动化等优点，因而在金属材料特别是模具材料表面强化方面的应用越来越广。

表面工程技术应用于模具表面，可达到如下目的。

（ 1 ）提高模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命；

（ 2 ）提高模具表面抗擦伤能力和脱模能力，提高生产率；

（ 3 ）采用碳素工具钢或合金钢，经表面涂层或合金化处理后，可达到甚至超过高合金化模具材料甚至硬质合金的性能指标，不仅可以大幅度降低材料成本，而且可以简化模具制造加工工艺和热处理工艺，降低生产成本。

（ 4 ）可用于模具的修复。尤其是电刷镀技术可在不拆卸模具的前提下完成对模具的修复，且能保证修复后的工作面仍有足够的粗糙度，因而倍受工程技术人员的重视。

（ 5 ）可用于模具表面的纹饰，以提高其塑料制品的档次和附加值。

1 表面强化技术在模具制造和修复中的应用

（ 1 ）表面形变强化技术。

表面形变强化可以使模具表面产生冷作硬化，改善模具表面的粗糙度，有效去除电火花加工而产生的表面变质层，提高模具的疲劳强度，抗冲击磨损性能，从而达到提高模具使用寿命的目的。主要适用于落料模、冷冲模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式主的模具。模具经喷丸强化后使用使命的提高见表 1 。

表 1 喷丸对模具寿命的影响 [1]

模具名称	模具材料	喷丸介质 Φ /mm	一次刃磨使用寿命 / 万次 喷丸前       喷丸后
电动机定、转子模	Cr12	0.5 铸钢丸	1.2~3.2	11.49
定子单槽冲模	Cr12	0.25~0.35 玻璃丸	52	70
一字槽光冲模	60Si2Mn	0.25~0.35 玻璃丸	0.96~1.35	2.0~2.3
活 扳手 热精压模	3Cr2W8V	0.5 铸钢丸	0.175	0.263
		0.25~0.35 玻璃丸	0.388	0.517 </TABLE

  （ 2 ）表面热扩渗技术。

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