| 摘 要：简要地概述了表面处理技术在提高模具质量中的作用，按物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法对模具表面处理技术进行了综述。最后指出了表面处理技术在模具发展中的重要作用。 0 引言 模具在现代生产中是生产各种工业产品的重要工艺装备。随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本成为当前迫切需要解决的问题。表面处理在模具中的应用是提高模具质量和使用寿命，降低成本的最有效途径。通过采用不同的表面处理技术，只改变模具表层的成分、组织、性能，从而大幅度地改善和提高模具的表面性能，如硬度、耐磨性、摩擦性能、脱模性能、隔热性能、耐腐蚀和高温抗氧化性能、提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。这对于提高模具质量，大幅度降低生产成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能都具有重大意义 [1]。 在模具上使用的表面技术方法多达几十种，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。本文综述了模具表面处理中常用的部分表面处理技术。 1 物理表面处理法 1.1高频表面淬火[2] 高频淬火是把模具置于一个交变磁场中，模具产生感应电流而被加热。电流频率越高，电流加热层愈薄。淬火后，由于奥氏体化是在较大的过热度下进行的，因此晶核多，不易长大，淬火后组织为细隐晶马氏体。表面硬度高，比一般淬火提高HRC2-3，而且脆性较低。显著提高模具的疲劳强度，小尺寸模具可以提高1-2倍，大件也可以提高2-%-30%。加热温度和淬硬层厚度易控制，便于实现机械化和自动化，得到广泛的应用。但对于形状复杂的模具处理比较困难。 1.2 火焰表面淬火 火焰表面淬火是用乙炔一痒或煤气一痒等火焰加热模具表面。火焰温度很高（3000℃以上），能将工件表面迅速加热到淬火温度。然后空冷或立即用上喷射冷却。调节加热时间和冷却速度可以调节淬硬层厚度和硬度。和高频表面淬火相比，具有设备简单，成本低等优点，但是生产率低，模具表面存在不同程度的过热，质量控制比较困难。因此主要适用于单件、小批量和质量要求不高的模具表面处理。 1.3激光表面淬火[3] 激光用于模具表面的处理方法包括激光相变硬化（LTH）、激光表面涂覆及合金化（LCS/LSA）、激光表面融化处理（LSM）、激光冲击（LSH）和激光非晶化等。目前激光相变硬化和激光表面涂覆及合金化已被研究应用于提高模具寿命。其中激光相变硬化应用较为广泛。激光相变硬化（激光淬火）是利用激光辐照到金属表面，使其表面迅速升温达到相变温度而形成奥氏体，当激光束离开后，利用金属本身的热传导而发生“自淬火”，使金属表面发生马氏体转变。与传统的方法相比，激光淬火是在较高的温度梯度下进行的，在表面形成了一层硬度极高的特殊淬火组织。淬火层的硬度比普通淬火的硬度还高15%-20%，淬硬层深度可达0.1-2.5mm。因为可以大幅度地提高模具的耐磨性和使用寿命。如对T8A钢制冲头Cr12Mo钢制的凹模进行激光硬化处理后，由冲压2.5万件提高到10万件。 喷丸强化和加工硬化也是模具表面处理常用的表面处理方法。 2 化学表面处理法 化学表面处理法是将模具置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种渗入模具表面，改变模具表面的化学成分和组织，达到改进表面性能和满足技术要求。按照表面渗入的元素不同，化学表面处理法可以分渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝、钒金属。化学表面处理能有效提高模具表面的耐磨性、疲劳强度、耐蚀性和抗氧化性能。 2.1渗碳 渗碳是使模具表面形成一层1-2mm的含碳量为0.8%1.05%渗层。经过适当淬火与回火处理，可提高模具表面的硬度、耐磨性及疲劳强度，使模具芯部仍保持良好的韧性和塑性。因此渗碳主要用于同时受严重磨损和较大冲击载荷的模具。由于渗碳温度较高，渗后还需热处理，模具变形较大，因此精度要求较高的模具不宜采用。模具的渗碳工艺有固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳和离子渗碳。与传统渗碳相比，离子渗碳具有渗碳效率高、碳浓度梯度平缓、工件变形小、环境污染小以及狭缝和小孔都能处理的优点。 2.2渗氮 模具经过渗氮处理后，表面的耐磨性、抗疲劳作用、抗热、抗蚀、硬度和抗咬合性能都比渗碳处理后优越。与渗碳相比，渗氮的温度较低（500℃—600℃），模具渗氮后变形小。渗氮工艺复杂、时间长、成本高，一般用于耐磨性和精度或抗热都要求较高的模具。随着软氮化、离子氮化等新工艺的发展，逐渐解决了普通渗氮时间长、功效低的缺点。可通过调节气体组分来调节控制氮化组织、降低渗氮层的脆性，不易产生剥落和热疲劳。W6Mo5Cr4V2钢制冷挤凸模经过离子渗氮后，使用寿命可提高2-3倍：5CrMnMo钢热锻模离子氮化后，磨损量减到原来的1/4。离子渗氮[4]在所有的模具处理中都有应用，但是对于形状复杂的模具，难以获得均匀的加热和渗层，同时渗层较浅。 2.3碳氮共渗 碳氮共渗就是同时向零件表面渗入碳和氮的化学处理工艺，也称氰化。主要有液体和气体碳氮共渗两种。液体碳氮共渗有毒，污染环境，劳动条件差，已很少应用。共渗处理速度快，模具变形小，较高的耐磨性、抗粘着性，模具寿命可提高2-5倍。 2.4渗硼、渗金属 渗硼方法有固体渗硼、气体渗硼、盐浴渗硼等。国内外应用较多的是盐浴渗硼和固体渗硼。苏联将该法用于冷热加工模具上，对溶盐电解法研究的很多；日本发展了以硼砂溶盐为主的液体渗硼及其他元素的TD法，提高模具寿命4-20倍；德国、美国[5]也都搞了很多硼与其它元素的共渗工艺。通过渗铬后可显著提高模具使用寿命，尤其是对在热态工作或者受强烈磨损的模具。适用于锤锻模、压铸模、塑料模、拉深模等冷热作模具，渗铬后使用寿命可提高几到数十倍。 3 表面覆层处理法 3.1电镀、刷镀．化学镀 电镀硬铬、硬镍是模具表面处理技术中的传统技术，通过利用电化学的方法在模具工作面上沉积薄层金属或合金的一种湿式镀覆。电镀操作温度低，模具发生变形较小，模具本身的性能几乎不受影响，镀层的摩擦系数低，显微硬度可达800 HV，可以大大提高模具的耐磨性。但是，镀层的孔隙较大，耐腐蚀性能不高，不适用于耐腐蚀性要求高的模具。同时，由于电镀具有尖端效应，对于多孔、形状复杂的模具也不适用。 共3页: 上一页 1 [2] [3] 下一页上一篇：机械通用零部件业企业经营压力加大 下一篇：冲模CAD中非圆凸模和凹模的自动生成
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