模具钢表面处理的研究进展

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1、模具工业2013年第39卷第9期1􀦋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀦋􀤋􀤋名家讲坛􀤋􀤋􀦋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀦋模具钢表面处理的研究进展吴晓春，杨浩鹏（上海大学材料科学与工程学院，上海200072）摘要:详细介绍了近些年出现的冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢表面处理技术的应用，并对今后的发展方向作了展望，叙述了纳米技术和功能梯度覆层在模具钢表面处理中的应用及其低温表面处理技术的开发。关键词:模具钢；表面处理；技术发展中图分类号：TG156.8文献标识码：A文章编号：1001-2168(2013)09-0001-06Researchprocessinsurfacetreatmen

2、tofdiesteelWUXiao-chun,YANGHao-peng(Schoolofmaterialscienceandengineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Thepresentsituationofthenewappliedtechnologiesappearedinrecentyearsforsurfacetreatmentofcoldworkdiesteel,hotworkdiesteelandplasticmoldsteelwaspresentedindetail.Furth

3、ermore,thedevelopmentdirectionoftechnologywasexpected,pri⁃marilyincludingtheapplicationoftheideaofnanotechnologyandfunctionalgradientcoat⁃inginsurfacetreatmenttechnologyandtheexploitationoflowtemperaturesurfacetreat⁃menttechnology.Keywords:diesteel;surfacetreatment;technologydevelopment1

4、引言近些年来，出现了许多表面处理新技术，其中模具钢是现代加工业的重要基础之一，随着模有部分已应用于模具钢的表面处理，主要有等离子具成形加工技术的不断发展，对模具材料的要求也体技术、气相沉积技术和复合处理技术等。下面对越来越高。只靠钢材本体材料化学成分的调配和各种模具钢表面处理技术现状作详细介绍。组织结构的改善已很难满足现实工业生产中对模具钢强度、硬度、耐磨和耐腐蚀性等性能的要求。2.1冷作模具钢的表面处理而通过改变模具钢的表面状态来提高其使用寿命冷作模具钢要求具有高的强度、耐磨性和足够是一种非常有效的方法。目前，各种各样的表面技的韧性，以保证高的耐用度。为了延长其使用寿

5、术已被用来提高模具钢性能。以下就对近些年出命，需要对其进行表面处理。物理气相沉积法现的有关冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢新（PVD）以其较低的处理温度及其环境友好型，在近表面处理技术的应用作详细介绍，并对今后技术发年来愈受青睐。PVD处理温度低，模具钢基本不变展方向作展望。形，与化学气相沉积（CVD）比较，这是它最大的优[1]点。为提高冷作模具钢使用寿命，在模具钢表面[2]2各种模具钢表面处理技术现状沉积TiN等硬质涂层是一种有效途径，PVD的发—————————————展趋势：在TiN基础上发展起来的多元膜，如(TiAl)收稿日期：2013-04-07。N、(Ti

6、Cr)N等，是一类更有前途的新型薄膜。施基金项目:上海市重点学科建设项目资助(S30107)；博士点专项雯等在Cr12MoV冷作模具钢表面沉积了不同的涂科研基金项目(2006028006)。[3][4]层，主要有CrMoN、Cr/CrN/CrTiAlN和CrTiAlN/作者简介:吴晓春（1961-），男（汉族），湖北武汉人，教授，主要从[5]事模具材料及其表面处理的研究。MoS2/Ti复合涂层，CrTiAlN/MoS2/Ti涂层经过原2模具工业2013年第39卷第9期子显微镜检测，涂层表面光滑致密。这些涂层都能一定程度地提高模具钢表面强度和耐磨性能，但涂层与基体材料结合

7、力不够高。为了克服这一缺点，采用了复合处理技术，先对Cr12MoV钢进行低温等[6]离子体氮化处理，然后进行PVD沉积Ti/TiN涂层，划痕和磨损试验综合分析结果表明：复合处理明显提高了涂层与基体界面的结合力和耐磨性能，该涂层的临界载荷超过60N。为了较好地解决覆层与基体结合力的问题，采用在基体表面进行热扩散相变的方法制备覆层是[7,8]一条行之有效的途径。张双科等在等离子渗氮的基础上，在不同温度和气氛下采用等离子体图1SDC99钢经950℃渗钒16h后覆层截面SEM像S-N-C