表面热扩渗技术在模具表面强化中的应用

表面热扩渗技术 1、 渗碳和碳氮共渗 渗碳工艺应用于冷、热作和塑料模具表面强化中，都能提高模具寿命。进行渗碳处理时，主要的工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、以及真空渗碳、离子渗碳和在渗碳气氛中加入氮元素形成的碳氮共渗等。 其中，真空渗碳和离子渗碳则是近20年来发展起来的技术，该技术具有渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓以及工件变形小等特点，将会在模具表面尤其是精密模具表面处理中发挥越来越重要的作用。 2、渗氮及有关的低温热扩渗技术 这一类型中包括渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗以及硫碳氮、氧氮硫三元共渗等方法。 这些方法处理工艺简便、适应性强、扩渗温度较低（一般为480～600℃）、工件变形小，尤其适应精密模具的表面强化，而且氮化层硬度高、耐磨性好，有较好的抗粘模性能。 3、渗硼 由于渗硼层的高硬度（FeB：HV1800～2300、Fe2B：HV1300～1500）、耐磨性和红硬性，以及一定的耐蚀性和抗粘着性，渗硼技术在模具工业中获得较好的应用效果。 但因压铸模具工作条件十分苛刻，故渗硼工艺较少应用于压铸模具表面处理中，但近年来，出现了改进的渗硼方法，解决了上述问题，而得以应用于压铸模具的表面处理。 如多元、涂剂粉末渗等。涂剂粉末渗硼的方法是将硼化合物和其他渗剂混合后涂覆在压铸模具表面，待液体挥发后，再按照一般粉末渗硼的方法装箱密封，920℃加热并保温8h，随之空冷。 这种方法可以获得致密、均匀的渗层，模具表面渗层硬度、耐磨性和弯曲强度都得到提高，模具使用寿命平均提高2倍以上。 4、稀土表面强化 近年来，在模具表面强化中采用加入稀土元素的方法得到广泛推崇。这是因为稀土元素具有提高渗速、强化表面及净化表面等多种功能耐磨焊条，它对改善模具表面组织结构，表面物理、化学及力学性能均有极大地影响，可提高渗速、强化表面、生成稀土化合物。

激光表面处理是使用激光束进行加热,使工件表面迅速熔化一定深度

激光表面处理

激光表面处理是使用激光束进行加热，使工件表面迅速熔化一定深度的薄层，同时采用真空蒸镀、电镀、离子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其与基体金属充分融合，冷凝后在模具表面获得厚度为10～1000μm具有特殊性能的合金层，冷却速度相当于激冷淬火。

如在H13钢表面采用激光快速熔融工艺进行处理，熔区具有较高的硬度和良好的热稳定性，抗塑性变形能力高，对疲劳裂纹的萌生和扩展有明显的抑制作用。

压铸模具失效原因材料本身存有的缺陷

压铸模具失效原因

材料本身存有的缺陷

众所周知，压铸模的应用标准极其***。以铝压铸模为例子，铝的熔点为580-740℃，应用时，铝液温控在650-720℃。不在对模具加热的状况下压铸，型腔表面溫度由室内温度直升到液温，型腔表面承担极大的拉应力。出模顶件时，型腔表面承担极大的压应力。千余次的压铸后，模具表面便造成龟裂等缺陷。

不难看出，压铸应用标准属急热急冷。模具材料应取用热冷疲劳抵抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(5Cr5CoV1Si)是现阶段运用较普遍的材料，据了解，海外80%的型腔均选用H13，如今中国仍很多应用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_艺特性不太好，传热性很差，线膨胀系数高，工作中造成很大热应力，造成模具造成龟裂乃至裂开，而且加温时易渗碳，减少模具抗磨损特性，因而归属于取代钢种。马氏体时效钢适用耐热裂而对耐磨性和耐蚀性规定不太高的模具。钨钼等耐热合金热裂和腐蚀较严重的中小型镶块，尽管这些合金即脆又有空缺敏感度，但其优势是有优良的传热性，对必须制冷而又不可以设定水路的厚压铸件压铸模有优良的适应性。因而，在有效的热处理与生产管理下，H13仍具备令人满意的使用性能。