[精品]模具表面处理技术.doc

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1、模具表面处理技术朱宝辉1,郭胜利2,苑彩平2,张兴平1（1.宁夏东方钳业股份有限公司,石嘴山753000）（2.内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特010062）摘要：木文从渗碳/氮技术、气相沉积、高能量密度能源等方面扼要的综述了模具表面强化技术，并介绍了稀土表面工稈技术和纳米表面丁稈在模具制造屮的应用。简要的叙述了抛光的内涵，分析了模具表面研磨抛光方法。关键词:模具；模具表血强化技术；模具表血强化技术；抛光1引言制造业的迅猛发展,对模具工业提出了更高的要求，提高模具的加工质量，表面精度和光洁度以及使用寿命是乞国科学家和工稈师孜孜以求的奋斗目标。表面处理技

2、术使得模具行业焕然一新，表血强化技术以其广泛的功能性、手段的多样性、潜在的创新性、很强的实用性、良好的环保性以及巨大的增效性等优势正逐步成为提高模具质最和使用寿命的重要途径，而模具型腔研磨、抛光技术是模具制造的重要环节2—，是获得高质最产品的关键技术。2模具表面强化技术2.1常用的渗碳/氮技术［1］渗碳技术是对含碳量在Oil%〜0.25%的钢进行增加模具表血层的碳浓度，以在后续的热处理屮提高模具表面］耐磨性和疲劳强度,而芯部仍保持良好韧性的一种技术，其处理技术T艺简单，成木低，应用范围广。渗碳技术主要包括尚体渗確、气体渗碳和液体渗確。把氮渗入模具表面可以增加其表

3、面硬度,耐磨性，疲劳强度，抗咬合性，抗蚀性及抗高温软化性；其主要包括气体渗氮、液体渗氮、辉光离子渗氮。2.2表面喷丸强化技术［2］喷丸强化的机理是大量高速运动的弹丸喷射到模具表面，使表面产生极为强烈的犁•性变形。这种变形使模具表面产生了一个应力状态和组织结构与基体完全不同的加工硬化层和残余压应力层。在压力层上有相当高的表血压应力，能够大大推迟其疲劳破坏，即使在很高的外部应力作用下，也不产生表血失效。所以，强化层会显著地提高模具在室温和高温工作下的疲劳强度，达到提高模具寿命的目的。2.3化学气相沉积技术（CVD技术）［3］化学气相沉积（CVD）是把一种或儿种含有构

4、成薄膜元素的化合物、单质气体通入置有工件的反应室，借助气相作用或在工件上的化学反应生成所希望的薄膜。它儿乎可以制备任何金属、非金属元素及其化合物（如碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、硅化物、金属间化合物等）的沉积层。CVD能够在模具表面沉积一些如TiN、TiC、TiCN、A12O3等硬质膜，大大提高了模具的耐磨、耐蚀性。2.4物理气相沉积（PVD技术）［3］物理气相沉积（PVD）包括蒸镀、离了镀、溅射三类。模具表面主要沉积TiC及TiN,特别适用于承受高负荷的模具。如对Crl2MoV钢落料模、拉深模、弯曲模、冲孔模等采用PVD或CVD沉积TiC,模具寿命提高3倍以

5、上。备高速钢制冷作模具，沉积TiN和TiC后,使用寿命提高6〜10倍。在模具表面若采用CVD技术沉积金刚石或类金刚石模，则会使该模具获得最高的硬度和最好的耐磨性，最长的使用寿命。但目前，价格也最贵。2.5热喷涂层［4］热喷涂层具有耐磨、耐蚀、减摩、抗咬合等性能。可为模具提供耐磨而坚韧的热喷涂厚涂层，特别适用于大型模具、严重磨损条件下的模具，例如冷拔无缝钢管内模，原采用45钢渗碳再镀倂，使用寿命为冷拔20〜4（）根，采用火焰喷涂線基耐磨涂层，可拉拔无缝钢管250根。用灰口铸铁制作的玻璃模具，热喷涂银基H熔合金，寿命提高5倍以上。热喷涂儿乎可以将所冇的金属或非金属（

6、包括金属、合金、氧化物、碳化物、頼料、尼龙、石墨等）喷涂于金属或非金属基材料上，硬度可以视需2.6高能量密度能源表血处理技术'新型热源如激光束、电了束、离了束的出现，为表面处理技术的发展另辟蹊径，由于这些热源具有能量高、加热迅速、加热层薄、白激冷却、变形很小、便于实现白动化等优点，大大促进了其在表面强化方面的开发和应用。2.6.1离了注入技术离了注入技术是将注入元素的原了电离成离了，在获得较高速度后射入放在真空靶室屮的工件表面的一种表面处理技术。大量离了（如氮、碳、硼、钳等）的注入可使模具基体表面产生明显的11更化效果，大大降低了摩擦因数，显著地提高了模具表面的

7、耐磨性、耐腐蚀性以及抗疲劳等多种性能。因此近年来离子注入技术在模具领域屮如冲裁模、拉丝模、挤压模、拉伸模、犁料模等得到了广泛应用，其平均寿命可提高2〜10倍。表1为离了注入技术在模具屮的使用效果。但是目前离了注入技术在运用屮还存在一些不足如离了注入层较薄、小孔处理困难、设备复杂昂贵等,其应用也受到一定的限制。表1离子注入在模具屮的使用效果模具名称被加工材料注入离子使用寿命铜拉丝模wc-6%CoN、C提高4〜6倍环形冲压模匚具钢N提高10倍劇料挤压摸P20N提高2〜3倍钢丝拉模WC-6%CoN提高3倍注射模WC-6%CoN提高5〜8倍凹槽模WC-6%CoN提高18

8、倍其他表血工稈技术相比，