模具表面处理和其发展

1、模具表面处理及其发展在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备。 随着现代工业和尖端科学技术的发展，人们对模具工业提出 的要求越来越高，因为它们直接决定和其相关产品的质量、 成本及使用寿命。据慧聪表面处理网小编了解，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。对于那些在高温条件下使用并要求耐磨、抗氧化 等的模具来讲，表面处理是提高表面性能常用的工艺方法， 是提高模具质量和使用寿命、降低成本的最有效途径，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。模具表面处理技术及其发展模具在工作中除了要求基体具有足够高的

2、强度和韧性 的合理配合外，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新的处理技术不断涌 现，但在模具制造中使用较多的主

3、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 且渗氮工艺和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，也是使用最广泛的。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

4、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） 上使用，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、长寿命模具上使用，如果采用建立热处 理中心的方式，贝y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。表面处理技术已经大量使用于模具上，在提高模具寿命 和制品质量方面已有显着的进步和巨大的经济效益，但是先 进表面技术的使用和发展方面和国外相比还有一定的差距。 充分使用表面处理

5、技术是提高模具寿命的一种重要的经济、 高效手段，也是发展现代模具的必经之路，研究开发出适用 于精密、大型模具的表面处理技术，是发展模具表面技术的 重点和难点。模具表面处理技术发展展望表面处理技术在模具表面中的使用，在相当程度上弥补 了模具材料的性能缺陷，可达到以下效果：（i）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，提高生产率采用碳素工具钢或低合金钢材生产的模具，经表面强化处理后，其表面性能可达到或超过高合金化模具材料，甚 至达到硬质合金的性能指标，不仅大幅度降低材料成本，而 且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，如电刷镀技术可在不拆卸模具的 条件下，完成对模具表面的修复，且能保证修复后的模具表 面质量。对于传统的表面技术，应该进一步改进和提高处理效果， 降低其能源消耗和环境污染。扩展传统表面技术和现代表面 处理技术之间的复合形式，把纳米技术和模具表面技术结合 起来。中国工程院院士徐滨士在纳米热喷涂技术、纳米复合 镀技术、金属材料表面自身纳米化等方面做了大量研究工作， 并取得了较好的效果。据慧聪表面处理小编了解，目前大部分表面处理技术均 需要大型的专用设备，成本较高，因此仍然只在一些精密、 长寿命模具上使用。