隨著工業(yè)自動化程度的提高宗揣，用模具成型的產(chǎn)品愈來愈多。目前在我國的許多企業(yè)中坠汹，模具的使用壽命還比較低芍摩，僅相當(dāng)于國外的1/3-1/5。據(jù)統(tǒng)計逻烛，由于模具壽命低而造成的鋼材工時和能源浪費宪隅，以及對產(chǎn)品質(zhì)量影響所帶來的損失唆蕾，每年達(dá)數(shù)十億人民幣。實踐證明赫丈，在模具設(shè)計和制造過程中衡辨，若能選用恰當(dāng)?shù)匿摬模_定合理的熱處理工藝官溜，妥善安排工藝路線怎开， 對充分發(fā)揮材料的潛在性能、減少能耗牵字、降低成本铲蒸、提高模具的質(zhì)量和使 用壽命都將起到重大的作用。今后對模具的要求更嚴(yán)格岸夯，為了使之壽命更長麻献，對強韌化處理 、表面處理的期待將愈來愈高猜扮。

　　模具使用壽命與許多因素有關(guān)勉吻，各種因素在模具失效中所占比例是：   

　　熱處理占52.2%；   

　　原材料占17.8%旅赢；

　　使用占10%餐曼；

　　機械、電加工占8.9%鲜漩；

　　鍛造占7.8%；

　　設(shè)計占3.3%集惋。

　　實際使用表明孕似，在模具的全部失效中，由于熱處理不當(dāng)所引起失效居首位刮刑。

　　一喉祭、模具強韌化工藝

　　鑒于模具苛刻的工作環(huán)境，為提高模具使用壽命张重，我們要求模具具有優(yōu)良的整體強韌化性能抛惶。此外，還要求模具具有優(yōu)異的型腔表面性能斥稍，在這種情況下出現(xiàn)了對模具整體強韌化的基礎(chǔ)上再對其表面進(jìn)行強化的各種處理衡蟹。

　　我們知道，在一般工藝條件下态晤，往往強度與韌性之間存在著制約關(guān)系镇弄，材料強度增加，通承ぃ總伴隨著材料韌性的降低 纽肄。要求高強度的同時遗渊，又要求材料有較高的韌性，常常是很困難 的夹村。但是采取強韌化處理的措施什异，卻能使鋼的強度和韌性都能得到提高。多次沖擊抗力的理論認(rèn)為在同一強度水平下袒兵，隨著沖擊韌性增加毙驯，多次沖擊抗力提高，也就是破斷次數(shù)N增加 孤页；強度水平越高尔苦，沖韌性對多次沖擊抗力所起的作用就越大。因此行施，在含碳量較高的模具鋼中允坚，采用強韌化處理，在保證模具主強度的條件下蛾号，適當(dāng)提高沖擊韌性稠项，使強度和韌性得到最佳配合，必然有利于進(jìn)一步提高多次沖擊抗力鲜结。

　　強韌化處理多種多樣 展运，但歸結(jié)起來卻基本上都是通過下列途徑來取得強韌化效果的： 

　　充分利用板條馬氏體和下貝體組織形態(tài)，盡量減少片狀馬氏體精刷；細(xì)化鋼的奧氏體晶粒和過剩碳化物拗胜，獲得馬氏體與具有良好塑性的第二相的復(fù)合組織；形變熱處理怒允。

　　1埂软、熱作模具鋼高溫淬火和高溫回火：熱作模具鋼5CrMnMo采用850度加淬火，淬火時馬氏體形態(tài)以片狀為主思袋，如把淬火溫度提高到900度聪供，使奧氏體充分均勻化，消除富碳微區(qū)估骡，淬火 后可得板條狀馬氏體蜒且，從而提高了鋼的回火穩(wěn)定性，沖擊韌性和斷裂韌性可大大延長模具壽命暮霍。

　　2尤喂、高溫快速短時淬火：于高碳鋼模具在快速加熱條件下，奧氏體化不均勻驳墓，組織中保留未溶碳化物区基，奧氏體晶粒細(xì)小，并使奧氏體中固溶碳和合金元素量減少，提高了Ms點砍绞，有利于板條馬氏體的形成派交，短時加熱溶于奧體中的碳量可減少到0.6%以下，阻上了富碳區(qū)的形成冲杀， 減少了片狀馬氏體量效床，提高了韌性，可使模具得到較高強韌性权谁。

　　3剩檀、高碳高合金鋼的低溫淬火：采用低溫淬火時，奧氏體中碳和合金元素溶解度減少旺芽，Ms點 提高沪猴，可獲得較多的板條狀馬氏體，且奧氏體晶粒細(xì)小采章，在保證高硬度前提下韌性強度运嗜，多沖抗力都有提高，從而有效提高了模具壽命悯舟。

　　4担租、形變熱處理是把鋼的強化與相變強化結(jié)合起來的一種強韌化工藝。形變熱處理的強韌化本質(zhì)在于獲得細(xì)小的奧氏體晶粒抵怎、細(xì)化馬氏體增加了馬氏體中位錯密度奋救，并形成胞狀亞結(jié)構(gòu) ，同時促進(jìn)碳化物的彌散硬化作用反惕。

　　二赶马、模具表面處理工藝

　　模具表面處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法马怎、電火花表面強化法棠岭、滲硼法 、TD法骤扰、PVD法、餃硬鉻法各囤、激光表面強化法胜姥、堆焊法等離子噴涂法等等。

　　1芭患、氣體氮化時裤谆，氮在氮化溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子(2NH3=3H2+2［N］)為金屬表面吸收滲入鋼中，并且不斷自表面向內(nèi)擴散铡协，形成氮化層兢假，經(jīng)氮化處理后，表面硬度可達(dá)HV950-1200，并能使模具具有很高的紅硬性和高的疲勞強度援雇，并提高了模具表面光潔度和抗咬合能力矛渴。

　　2、離子氮化法是將待處理的模具放在真空容器中惫搏，充以一定的壓力的含氮氣體(如氮或氮具温、氫混合氣)然后以被處理模具作陰極，以真空容器的罩壁作為 陽極筐赔，在陰陽極之間加上400-600伏的直流電壓铣猩，陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電，容器里的氣體被電離茴丰，在空間產(chǎn)生大量的電子與離子达皿。在電場的作用下，正離子沖向陰極贿肩，以很高速度轟 擊模具表面峦椰，將模具加熱。高能正離子沖入模具表面尸曼，獲得電子们何，變成氮原子被模具表面吸收，并向內(nèi)擴散形成氮化層犁谓，離子氮化可提高模具耐磨性和疲勞強度箭烦。

　　3、電火花表面強化是直接利用電能的高能量密度對表面進(jìn)行強化處理的工藝叫逸。它是通過火花放電的作用苛豺， 把作為電極的導(dǎo)電材料溶滲進(jìn)金屬工作的表層，從而形成合金化的表面強 化層俄耸，使工作表面的物理翅昏、化學(xué) 性能和機械性能得到改善。例如采用WC惊钮、Tic等硬質(zhì)合金電極材料強化高速鋼或合金工具鋼強化表面访芙，能形成顯微鏡 硬度HV1100以上的耐磨、耐蝕和具有紅硬性的強化層计员，使模具的使用壽命明顯地得到提高薯替，電火花表面強化的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便假仙、耐磨性提高顯著救辖，缺點是強化表面粗糙，強化層厚度較薄氮唯，效率較低鉴吹。

　　4姨伟、參硼能顯著提高模具表面硬度(HV1300-2000)和耐磨性，滲硼層還具有良好的紅硬性豆励、耐磨性夺荒、可廣泛用于模具表面強化，尤其適合在磨粒磨損條件下的模具肆糕，但滲硼層往往存在著較大的脆性般堆，因擾著它的應(yīng)用。

　　5诚啃、TD法(托氏沉積法)是在空氣爐或鹽槽中放入一個耐熱鋼制的坩堝淮摔，將硼砂放入坩堝加熱至800-1200度，然后放入相應(yīng)的碳化物形成粉末始赎，如鈦和橙、鋇、鈮造垛、鉻魔招，再將鋼或硬質(zhì)合金工件放入坩堝中浸漬一定的時間，加入元素就會擴散至工作表面并與鋼中的碳起反應(yīng)形成碳化物層杰泡，TD法所得的碳化物層具有很高的硬度和耐磨性蓄稠。

　　6、CVD法(化學(xué)氣相沉積法)是將模具放在氫氣(或其它氣體)保護(hù)氣氛中加熱至900-1200度后以此氣體為載氣朋丢，把低溫氣化揮發(fā)金屬的化合物氣體译拿，如四氯化鈦(TiCI4)和甲缽(或其它碳?xì)浠衔?蒸氣帶入爐中，如使TiCI4中的鈦和碳?xì)浠衔镏械奶?以及鋼表面的碳分)在 模具表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)请癣，從而生成一層所需金屬化合物涂層(如碳化鈦)薛对。

　　7、PVD法(物理氣相沉積法)是在真空室中砍倾，把強化用的金屬原子蒸發(fā)深冶，或通過荷能粒子的轟擊，在一個電流偏壓的作用下乎叫，將其吸引并沉積到工作表面形成強化層欧陋。利用PVD法可在工 作表面沉積碳化鈦、氮化鈦语但、氧化鋁等多種化合物凛忿。

　　8、激光表面強化法經(jīng)過黑化處理的模具表面竞川，經(jīng)激光高功率密度加熱后，可靠工件自身冷卻淬硬叁熔，其冷速遠(yuǎn)比常規(guī)淬火介質(zhì)中的冷速大委乌。激光表面處理具有淬硬層深度可控，不需回火，硬度可提高15-20%遭贸，淬火組織細(xì)小戈咳，耐磨性高、節(jié)能效果顯著壕吹，可改善工作條件等優(yōu)點著蛙。

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