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模具在工作中除了要求基體擁有足夠高的強度跟韌性的合理配合外,其表面性能對模具的工作性能跟運用壽命至關(guān)重要。這些表面性能指:耐磨損性能、耐腐蝕性能、摩擦系數(shù)、疲勞性能等。這些性能的改善,單純依賴基體材料的改進跟提升是十分有限的,也是不經(jīng)濟的,而通過表面處理技術(shù),往往能夠收到事半功倍的效果,這也正是表面處理技術(shù)得到迅速發(fā)展的原因。
模具的表面處理技術(shù),是通過表面涂覆、表面改性或復合處理技術(shù),改變模具表面的形態(tài)、化學成分、組織結(jié)構(gòu)跟應力狀態(tài),以取得所需表面性能的系統(tǒng)工程。從表面處理的方式上,又可分為:化學方法、物理方法、物理化學方法跟機械方法。
雖然旨在提升模具表面性能新的處理技術(shù)繼續(xù)涌現(xiàn),但在模具制造中應用較多的主要是滲氮、滲碳跟硬化膜沉積。滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方式,每一種滲氮方式中,都有若干種滲氮技術(shù),能夠適應不一樣鋼種不一樣工件的要求。因為滲氮技術(shù)可形成優(yōu)良性能的表面,而且滲氮工藝跟模具鋼的淬火工藝有良好的協(xié)調(diào)性,同時滲氮溫度低,滲氮后不需白熱化冷卻,模具的變形極小,因此模具的表面強化是采用滲氮技術(shù)較早,也是應用最廣泛的。
模具滲碳的目標,主要是為了提升模具的整體強韌性,即模具的工作表面擁有高的強度跟耐磨性,由此引入的技術(shù)思路是,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來取代較高級另外材料,從而降低制造成本。硬化膜沉積技術(shù)目前較成熟的是CVD、PVD。為了增加膜層工件表面的結(jié)合強度,現(xiàn)今發(fā)展了多種增強型CVD、PVD技術(shù)。
硬化膜沉積技術(shù)最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用,效果極佳,多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術(shù)。目前的技術(shù)條件下,硬化膜沉積技術(shù)(主要是設(shè)備)的成本較高,依然只在一些精密、長壽命模具上應用,如果采用建設(shè)熱處理中心的方式,則涂覆硬化膜的成本會大大降低,越來越多的模具如果采用這一技術(shù),能夠整體提升我國的模具制造水平。