壓鑄模具是模具中的一個(gè)大類。隨著我國(guó)汽車摩托車工業(yè)的迅速發(fā)展雌褥，壓鑄行業(yè)迎來了發(fā)展的新時(shí)期知祠。同時(shí)肌搔，也對(duì)壓鑄模具的綜合力學(xué)性能、壽命等提出了更高的要求伪浅。要滿足不斷提高的使用性能需求僅僅依靠新型模具材料的應(yīng)用仍然很難滿足著正，必須將各種表面處理技術(shù)應(yīng)用到壓鑄模具的表面處理當(dāng)中才能達(dá)到對(duì)壓鑄模具高效率、高精度和高壽命的要求侥镀。在各種模具中协超，壓鑄模具的工作條件是較為苛刻的雕什。壓力鑄造是使熔融金屬在高壓监徘、高速下充滿模具型腔而壓鑄成型凰盔，在工作過程中反復(fù)與熾熱金屬接觸户敬，因此要求壓鑄模具有較高的耐熱疲勞、導(dǎo)熱性耐磨性尿庐、耐蝕性忠怖、沖擊韌性、紅硬性抄瑟、良好的脫模性等拯奔。

　　因此，對(duì)壓鑄模具的表面處理技術(shù)要求較高近年來优诵，各種壓鑄模具表面處理新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但總的來說可以分為以下三個(gè)大類：（1）傳統(tǒng)熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù)疟骤；（2）表面改性技術(shù)药阔，包括表面熱擴(kuò)滲處理、表面相變強(qiáng)化陨梅、電火花強(qiáng)化技術(shù)等译教；（3）涂鍍技術(shù)，包括化學(xué)鍍等公掰。

　　1虏丹、傳統(tǒng)熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù)

　　傳統(tǒng)的壓鑄模具熱處理工藝是淬火－回火蒋毕，以后又發(fā)展了表面處理技術(shù)。由于可作為壓鑄模具的材料多種多樣庵佣，同樣的表面處理技術(shù)和工藝應(yīng)用在不同的材料上會(huì)產(chǎn)生不同的效果汛兜。史可夫最近提出針對(duì)模具基材和表面處理技術(shù)的基材預(yù)處理技術(shù)，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上通今，對(duì)不同的模具材料提出適合的加工工藝粥谬，從而改善模具性能，提高模具壽命辫塌。熱處理技術(shù)改進(jìn)的另一個(gè)發(fā)展方向漏策，是將傳統(tǒng)的熱處理工藝與先進(jìn)的表面處理工藝相結(jié)合，提高壓鑄模具的使用壽命臼氨。如將化學(xué)熱處理的方法碳氮共滲掺喻，與常規(guī)淬火、回火工藝相結(jié)合的NQN（即碳氮共滲－淬火－碳氮共滲）復(fù)合強(qiáng)化储矩，不但得到較高的表面硬度,而且有效硬化層深度增加感耙、滲層硬度梯度分布合理、回火穩(wěn)定性和耐蝕性提高持隧，從而使得壓鑄模具在獲得良好心部性能的同時(shí)即硼，表面質(zhì)量和性能大幅提高。

　　2腕浴、表面改性技術(shù) 

　　2.1圣谴、表面熱擴(kuò)滲技術(shù)

　　這一類型中包括有滲碳、滲氮阅六、滲硼以及碳氮共滲外羽、硫碳氮共滲等。

　　(1)絮很、滲碳和碳氮共滲

　　滲碳工藝應(yīng)用于冷、熱作和塑料模具表面強(qiáng)化中张庄，都能提高模具壽命戚绪。如3Cr2W8V鋼制的壓鑄模具，先滲碳拢杠、再經(jīng)1140～1150℃淬火曙辛，550℃回火兩次，表面硬度可達(dá)HRC56～61舰断，使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1移鸣。8～3.0倍。進(jìn)行滲碳處理時(shí)谬运，主要的工藝方法有固體粉末滲碳隙赁、氣體滲碳、以及真空滲碳梆暖、離子滲碳和在滲碳?xì)夥罩屑尤氲匦纬傻奶嫉矟B等伞访。其中掂骏，真空滲碳和離子滲碳則是近20年來發(fā)展起來的技術(shù)，該技術(shù)具有滲速快厚掷、滲層均勻弟灼、碳濃度梯度平緩以及工件變形小等特點(diǎn)，將會(huì)在模具表面尤其是精密模具表面處理中發(fā)揮越來越重要的作用冒黑。

　　(2)田绑、滲氮及有關(guān)的低溫?zé)釘U(kuò)滲技術(shù)

　　這一類型中包括滲氮、離子滲氮抡爹、碳氮共滲掩驱、氧氮共滲、硫氮共滲以及硫碳氮豁延、氧氮硫三元共滲等方法昙篙。這些方法處理工藝簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)写掖、擴(kuò)滲溫度較低（一般為480～600℃）揖岔、工件變形小，尤其適應(yīng)精密模具的表面強(qiáng)化侥淤，而且氮化層硬度高文荚、耐磨性好，有較好的抗粘模性能或侥。3Cr2W8V鋼壓鑄模具衬械，經(jīng)調(diào)質(zhì)、520～540℃氮化后哺裳，使用壽命較不氮化的模具提高2～3倍辙霎。

　　美國(guó)用H13鋼制作的壓鑄模具，不少都要進(jìn)行氮化處理坛饥，且以滲氮代替一次回火淋憋，表面硬度高達(dá)HRC65～70,而模具心部硬度較低、韌性好吴澜，從而獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能桃序。氮化工藝是壓鑄模具表面處理常用的工藝，但當(dāng)?shù)瘜映霈F(xiàn)薄而脆的白亮層時(shí)烂瘫，無法抵抗交變熱應(yīng)力的作用媒熊，極易產(chǎn)生微裂紋，降低熱疲勞抗力坟比。因此芦鳍，在氮化過程中，要嚴(yán)格控制工藝，避免脆性層的產(chǎn)生怜校。最近间影，國(guó)外提出采用二次和多次滲氮工藝。采用反復(fù)滲氮的辦法可以分解容易在服役過程中產(chǎn)生微裂紋的氮化物白亮層茄茁，增加滲氮層厚度魂贬，并同時(shí)使模具表面存在很厚的殘余應(yīng)力層，使模具的壽命得以明顯提高裙顽。此外還有采用鹽浴碳氮共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方法付燥。這些工藝在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，在國(guó)內(nèi)較 少見颅网。如TFI＋ABI工藝段卵，是在鹽浴氮碳共滲后再于堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表面發(fā)生氧化翎憨，呈黑色荤榄，其耐磨性、耐蝕性磨再、耐熱性均得到了改善借倘。經(jīng)此方法處理的鋁合金壓鑄模具壽命提高數(shù)百小時(shí)。再如法國(guó)開發(fā)的硫氮碳共滲后進(jìn)行氮化處理的oxynit工藝莉遥，應(yīng)用于有色金屬壓鑄模具則更具特點(diǎn)枣象。

　　(3)、滲硼

　　由于滲硼層的高硬度（FeB：HV1800～2300灶逃、Fe2B：HV1300～1500）舶舅、耐磨性和紅硬性，以及一定的耐蝕性和抗粘著性鬼胸，滲硼技術(shù)在模具工業(yè)中獲得較好的應(yīng)用效果奸闽。但因壓鑄模具工作條件十分苛刻，故滲硼工藝較少應(yīng)用于壓鑄模具表面處理中恢筝，但近年來葛假，出現(xiàn)了改進(jìn)的滲硼方法，解決了上述問題滋恬，而得以應(yīng)用于壓鑄模具的表面處理，如多元抱究、涂劑粉末滲等恢氯。涂劑粉末滲硼的方法是將硼化合物和其他滲劑混合后涂覆在壓鑄模具表面，待液體揮發(fā)后鼓寺，再按照一般粉末滲硼的方法裝箱密封勋拟，920℃加熱并保溫8h，隨之空冷。這種方法可以獲得致密敢靡、均勻的滲層挂滓，模具表面滲層硬度、耐磨性和彎曲強(qiáng)度都得到提高啸胧，模具使用壽命平均提高2倍以上赶站。

　　(4)、稀土表面強(qiáng)化

　　近年來鲫础，在模具表面強(qiáng)化中采用加入稀土元素的方法得到廣泛推崇惕秧。這是因?yàn)橄⊥猎鼐哂刑岣邼B速、強(qiáng)化表面及凈化表面等多種功能嫉卵，它對(duì)改善模具表面組織結(jié)構(gòu)的炫，表面物理、化學(xué)及力學(xué)性能均有極大地影響移卢，可提高滲速蜕裳、強(qiáng)化表面、生成稀土化合物涩凑。同時(shí)可消除分布在晶界上微量雜質(zhì)的有害作用呈锣，起著強(qiáng)化和穩(wěn)定模具型腔表面晶界的作用。另外扯际，稀土元素與鋼中的有害元素發(fā)生作用颠恬，生成高熔點(diǎn)化合物，又可抑制這些有害元素在晶界上偏聚注芯，從而降低深層的脆性等憾汛。在壓鑄模具表面強(qiáng)化處理工藝中加入稀土元素成分，能夠明顯提高各種滲入法的滲層厚度肝陪、提高表面硬度驳庭，同時(shí)使得滲層組織細(xì)小彌散、硬度梯度下降氯窍，從而使得模具的耐磨性饲常、抗冷、熱疲勞性能等顯著提高狼讨，從而大幅度提高模具壽命贝淤。目前應(yīng)用于壓鑄模具型腔表面的處理方法有：稀土碳共滲、稀土碳氮共滲政供、稀土硼共滲播聪、稀土硼鋁共滲、稀土軟氮化布隔、稀土硫氮碳共滲等离陶。

　　2.2、激光表面處理

　　激光表面處理是使用激光束進(jìn)行加熱，使工件表面迅速熔化一定深度的薄層招刨，同時(shí)采用真空蒸鍍敬挂、電鍍、離子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面匣酸，在激光照射下使其與基體金屬充分融合永韭，冷凝后在模具表面獲得厚度為10～1000μm具有特殊性能的合金層，冷卻速度相當(dāng)于激冷淬火渣冒。如在H13鋼表面采用激光快速熔融工藝進(jìn)行處理饱粟，熔區(qū)具有較高的硬度和良好的熱穩(wěn)定性，抗塑性變形能力高琅瘦，對(duì)疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展有明顯的抑制作用掖阶。

　　最近，薩哈和達(dá)霍特若采用在H13基材上進(jìn)行激光熔覆VC層的方法乌诚，研究表明炮疲，獲得的模具表面實(shí)質(zhì)是連續(xù)、致密無孔的VC鋼復(fù)合覆層蜒午，它不僅有很強(qiáng)的在600℃下的氧化抗力虎叔，而且有很強(qiáng)的抗熔融金屬還原的能力。23電火花沉積金屬陶瓷工藝在表面改性技術(shù)的不斷發(fā)展中截胯，出現(xiàn)了一種電火花沉積工藝铺坞。該工藝在電場(chǎng)作用下，在母材表面產(chǎn)生瞬間高溫洲胖、高壓區(qū)济榨，同時(shí)滲入離子態(tài)的金屬陶瓷材料，形成表面的冶金結(jié)合绿映，而母材表面也同時(shí)發(fā)生瞬間相變擒滑，形成馬氏體和微細(xì)奧氏體組織。這種工藝不同于焊接叉弦，也不同于噴鍍或者元素滲入丐一，應(yīng)該是介于兩者之間的一種工藝。它很好地利用了金屬陶瓷材料的高耐磨淹冰、耐高溫库车、耐腐蝕的特性，而且工藝簡(jiǎn)單樱拴，成本較低廉凝颇。是壓鑄模具表面處理的一條新路。

　　3疹鳄、涂鍍技術(shù)

　　涂鍍技術(shù)作為模具強(qiáng)化技術(shù)的一種，主要應(yīng)用在塑料模、玻璃模摹钳、橡膠模讼舰、沖壓模等工作環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單的模具表面處理。壓鑄模具需要承受冷熱應(yīng)力交替的苛刻環(huán)境疲席，所以一般不使用涂鍍技術(shù)來強(qiáng)化壓鑄模具表面沦望。但近年來，有報(bào)道采用化學(xué)復(fù)合鍍的方法強(qiáng)化壓鑄模具表面台古，以提高模具表面抗粘著性慨醒、脫模性。該方法在鋁基壓鑄模具上將聚四氟乙烯微粒浸潤(rùn)后進(jìn)行（NiP）－聚四氟乙烯復(fù)合鍍盲赚。

　　4阐合、藝上和性能上均為可行，大大降低了模具表面的摩擦系數(shù)膘椿。

　　結(jié)語

　　模具壓力加工是機(jī)械制造的重要組成部分童隆，而模具的水平、質(zhì)量和壽命則與模具表面強(qiáng)化技術(shù)休戚相關(guān)笙隙。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步洪灯，近年來各種模具表面處理技術(shù)出現(xiàn)較大的進(jìn)展。表現(xiàn)在：①傳統(tǒng)的熱處理工藝的改進(jìn)及其與其他新工藝的結(jié)合竟痰；②表面改性技術(shù)签钩，包括滲碳、低溫?zé)釘U(kuò)滲（各種滲氮坏快、碳氮共滲铅檩、離子氮化、三元共滲等）假消、鹽浴熱擴(kuò)滲柠并、滲硼、稀土表面強(qiáng)化富拗、激光表面處理和電火花沉積金屬陶瓷等臼予；③涂鍍技術(shù)等方面。但對(duì)于工作條件極為苛刻的壓鑄模具而言啃沪，現(xiàn)有新的表面處理工藝還無法滿足不斷增長(zhǎng)的要求粘拾，可以預(yù)計(jì)更為先進(jìn)的技術(shù)，也有望應(yīng)用于壓鑄模具的表面處理创千。鑒于表面處理是提高壓鑄模具壽命的重要手段之一奥债，因此要提高我國(guó)壓鑄模具生產(chǎn)整體水平，表面處理技術(shù)將起著舉足輕重的作用揖姆。

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