模具製造中的表麵強化（huà）技術是指模具工作零件表麵經預處理後，通過單一或複合表麵技術處理，使模（mó）具工作（zuò）零件獲得所需表（biǎo）麵或綜合性能的專業強化技術。該技術的功能性、環（huán）保性和增效性等優（yōu）勢在（zài）模具（jù）製造成本、模（mó）具質量和模具壽命等方麵起著尤為重要的作用。在生產中，綜合考慮該技術的特點、模具工作條（tiáo）件和生產的經濟性等因素（sù），選擇眾（zhòng）因素的最佳（jiā）匹配點，可顯著改善模具壽命、質（zhì）量，獲取突出的經濟效益。

1、表麵強化技術在模（mó）具製造（zào）中的應用現狀

1.1 滲碳表麵化學熱處理

滲碳（tàn）工藝是一種較常使（shǐ）用（80%以上）的模具（jù）表麵強化技術，該工藝主要針對塑料模具型腔的表麵強化。經滲碳（tàn）處理後的模具工作零件，可達到“外（wài）硬內韌”的效（xiào）果，即工作零件表麵獲得硬度、

耐（nài）磨性、疲勞強（qiáng）度等性能的提升，而心部仍保持原來（lái）的塑韌性、強度，符（fú）合對模具工作零件使用性能的要求（qiú）。具有滲速快、滲層深、成（chéng）本低，且滲（shèn）層和基（jī）體零件（jiàn）之間具有較完美的結合性能，

結合層之間（jiān）實現平穩過（guò）渡。但操作溫度較高（gāo）（900～950℃），尤其是離子滲碳溫度可達1100℃，且滲碳後還需進行相應的熱處理，從而導致模具變形的可（kě）能性加大，因此高精度塑料模具不（bú）建議采用該項技術。

氣體滲碳溫度一般為920～950℃，經（jīng）王榮濱試驗綜（zōng）合（hé）評（píng）定：滲碳層（céng）表麵最合理的含碳量為ｗ（Ｃ）0.85％～0.95％，滲層由外向內碳（tàn）質量分數（shù）梯度應（yīng）均勻平緩，淬火組織中不允許有（yǒu）粗條狀馬氏體，過多殘奧，網狀碳化物和黑色屈氏體。過高的碳質量分數易使模具零（líng）件組織中出現網狀碳化物等惡性組織，影響模具質量和壽命，在後續加工過程中易出現應力（lì）集中，產生（shēng）龜裂等現象。

離子滲碳（tàn）溫度一般為（wéi）900～960℃，與氣（qì）體滲碳比較，離子（zǐ）滲碳具有效（xiào）率高、變形小、汙染小、可處理任何形狀的模具零件表麵等優點，更適合在塑料模（mó）具和衝壓模具表麵強化加工中應用。

1.2 火焰表（biǎo）麵熱噴塗技術

熱噴塗技術是一種發（fā）展極為迅速的表麵（miàn）強（qiáng）化（huà）新技術，它（tā）是利（lì）用（yòng）熱源（電弧（hú）、離子弧、火焰等）將噴塗材料加熱（rè）到熔融或半熔融狀態，並使其霧化，以一定的速度（dù）噴向經過預處理的基體表麵，依靠物理變化和化學變化，與基體結合的工藝方法，此結（jié）合層，能提（tí）高模具零件的耐（nài）磨、耐（nài）蝕、耐（nài）熱等性能，且操作（zuò）簡便，成本（běn）較低。近年來，該項技術在模具表麵強化中（zhōng）的應用得到進一（yī）步（bù）發展和（hé）完善，廣州有色金屬（shǔ）研（yán）究院采用超音速噴塗硬質合金工（gōng）藝，使Cr12不鏽鋼拉（lā）深

模的壽命提高（gāo）了3～10倍。同時該技術應用在模具（jù）修複中也取得較大進步，如華（huá）中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室的張祥林等采用超音速火焰噴塗（HVOF）技術，在Cr12MoV模（mó）具鋼表麵製備了納米（mǐ）結構的WC12Co金屬（shǔ）陶瓷塗層，測得塗層平均剪切（qiē）強度達150.8MPa，塗層的（de）結合強度大於（yú）80 MPa，塗層硬度（dù）高於1000HV。運用HVOF技術對冷擠壓模修（xiū）複後，完全能滿足企業的（de）使用要求（qiú）。

1.3 複合表麵電鍍技術

電鍍（dù）技術是一種用電化學方（fāng）法（fǎ）在基體表麵沉積金屬或金屬（shǔ）化處理的技術（shù）。電鍍硬鉻和（hé）硬鎳是我國塑料模具表麵處理的傳統技術。該技（jì）術在（zài）近室（shì）溫下進行，模具性能幾乎不受影響，也不會出現嚴重變形（xíng），

同時電鍍層的表麵粗糙度較（jiào）低，硬度升高為（wéi）800HV。但仍存在諸多問題，如：耐蝕性不高，溝槽、深孔無法處理，使其在模具強化中的（de）應用受到一（yī）定限（xiàn）製，目前隻可用於強化普通塑料模具的（de）耐磨性，不適用於形狀複雜且耐蝕性要求高的塑料模具。

目前，複合鍍是模具行業中鍍層技術應用最有活力的領域。複合電刷鍍可強化（huà）模具型（xíng）腔表麵，也可用於修複模具（jù）型腔表麵（miàn）。研究發現，在模具型腔表麵刷鍍非（fēi）晶態（tài）鍍層（0.01～0.02mm），可延長壽命0.5～1.0倍。複合鍍層中可加入微粒的品（pǐn）種較多，且參數調整範圍較寬，可操作性（xìng）強，充（chōng）分體現出鍍層的多樣性和綜合性。大連（lián）理工大學的於同敏、劉貴昌等將Ni－P－PTFE複合鍍用於（yú）UPVC管件模具表麵強化，解決UPVC材料對（duì）模具表麵的腐蝕有（yǒu）明顯效果（guǒ），達到模具成型表麵耐磨耐腐蝕等綜合性能（néng）要求，但其硬度稍低。為此哈爾濱工業大學的範會玉在Ni－P的基礎上，將PTFE與SiC微粒複合，應用在玻（bō）璃纖維增強的塑料（liào）成型模具中，實踐表明可使其壽命提高10倍左右。

1.4 PVD、CVD、PCVD表麵鍍膜技術

鍍膜技術也就是氣相沉積技術，是（shì）將具有特殊性（xìng）能的穩定化合物沉積於模具（jù）工（gōng）作零件表麵，形成超硬（yìng）鍍膜，使模具工作零件具有優異性能（néng）。工業中使用頻（pín）率較高的穩定化合物主要有TiC、TiN、SiN等。

物理氣相沉積（PVD）是用物理方法使鍍膜材料汽化後在基（jī）體表麵沉積成覆蓋層的實用技術。該技術在20世紀（jì）初開始應用，在最近30年（nián）發展迅速，成為了（le）一門具有廣闊應用前景的新（xīn）技（jì）術，並逐漸向環保型、清潔型趨勢發展，主（zhǔ）要（yào）用於製造精度較高的冷作（zuò）模具。江（jiāng）西省（shěng）科學

院應用物理（lǐ）研究所的（de）彭文屹、張德元采用多弧離子鍍膜法對20根經TiN塗層處理的冷擠壓凸模進行實際使（shǐ）用壽命試驗，發現其壽命提高1.5倍以上（shàng）；廣（guǎng）州有（yǒu）色金屬研究院的林鬆盛、代明江對物理氣相沉積硬質薄膜在工模具上的應用進行了詳細研究，指出該技術能明（míng）顯提高模（mó）具的使用壽命和工件（jiàn）加工質量。但是PVD法也存在著諸如（rú）繞鍍性差等缺（quē）點，對形狀複雜的模具零件表麵進行處理存在一定限製。

化學氣相沉積（CVD）是在900～2000℃範圍內用化學方法使氣體在基體材料表麵發生化學反應並形成覆蓋層的實用技（jì）術。該技術沉積溫度高、塗層結合牢固，對模具零件表麵形狀幾乎沒有要求，諸如（rú）形狀複雜或帶有（yǒu）槽溝及小（xiǎo）孔的零件均可進行均勻塗覆，彌補（bǔ）了（le）物理氣相沉積（jī）的相關缺陷，例（lì）如在模具表麵強化中經（jīng）常使用的TiC塗層硬度高，耐磨性好，摩擦因數小，減摩性好，抗咬合性強，大幅度提高模（mó）具的使用壽命（mìng）。但CVD法存在處理溫度（dù）高，仍需進行淬火處理，會導致較大變形等缺（quē）陷（xiàn），因（yīn）此在高精度模（mó）具的製造中此技術的使用受到一定限製。

等（děng）離（lí）子增強化（huà）學氣相沉積（PCVD）是利用輝（huī）光放（fàng）電增（zēng）強反應物化學活性，促進氣相間的化學反應，在低溫下沉（chén）積出優質鍍層的實用技術，是介於CVD和PVD之間的一種（zhǒng）處理方法。用PCVD法將塗層鍍覆在模具工作零件表麵（miàn），經實踐證（zhèng）明，經濟效益（yì）非（fēi）常可觀。重慶工學院的張葉成、張（zhāng）津對PCVD技術在模具強化中的應用進行（háng）研究，發現利用PCVD技術在W18Cr4V冷擠壓模具（jù）上沉（chén）積一層TiC，比無沉（chén）積膜層的模具壽命提高10倍以上；將PCVD法（fǎ）用於塑料（liào）製（zhì）品模具上可提高模具壽命1～4倍。北京航空（kōng）航（háng）天大學的陶冶教授籌建了PCVD表麵強化技術研（yán）究實驗（yàn）室（shì），自行設計製造了試驗設備和輔助配套設施，並（bìng）及時得到了自然科學基金的資助。項目組研（yán）製了基於PCVD複合滲鍍法的（de）模具表麵強化技術，具有工（gōng）藝溫度低、均鍍性好和鍍層結合力高等優點，適用於所有高溫回火模具和部分低溫回火（huǒ）模具的製備，是目（mù）前唯一一種（zhǒng）既適用於刀具強化又適用於形狀複

雜的模具表麵強化的（de）氣相沉積（jī）表麵強化技術。由此可（kě）見，PCVD技術在模具零件強化領（lǐng）域中的應用已經有所成就，

並且應用前景非常廣闊。

1.5 高（gāo）能束流（liú）強化技術

高能束流強化技術具有非（fēi）接觸、精（jīng）確可（kě）控（kòng）、材料適應性廣、柔性強、質量優、資源節約和環境友好等綜合優勢，既可用於大批量高效自動化生產，又適用於多品（pǐn）種、小批量加工，甚至個性化產品（pǐn）的訂製（zhì），是模具製造業中不可缺少的重要技術。其（qí）中，離子注入技術以其幾乎完美的強化效果在冷作模具、熱作模具和塑料模（mó）具等領（lǐng）域中得到廣泛應用，其（qí）平均壽命一般可提高2～10倍。有重大應用價值。

2、表麵強化技術在模具製造中的應用前景展望

根據研究，稀土元素可以強化表麵，提高滲速，淨（jìng）化穩定晶界，同時改善模具（jù）零件表麵組織、物理化學性（xìng）能和機械加工（gōng）性能。把稀土元素應用在複合表麵強化技術（shù）過程中，可獲得更加明（míng）顯的效（xiào）果。如在Ni－Cu－P－MoS2鍍（dù）層中加入稀土，可使模具型腔麵的耐磨壽命延長（zhǎng）近5倍。除此之外（wài），稀土元素在化學沉積、電（diàn）沉積、噴塗和激光塗覆等方麵（miàn）都具有明顯的改（gǎi）善作用，但效果尚（shàng）不十（shí）分穩定，可見（jiàn）稀土元素應（yīng）用於模具製造將是今後研究的重要方向。

隨著納米技（jì）術的飛速發展，其（qí）在提高模具的生產率和壽命方（fāng）麵效果顯（xiǎn）著。但該技術還存（cún）在許多不完善的地方，尚有許多工作要做，如：複（fù）雜的模（mó）具型（xíng）腔（qiāng）表麵塗層不均勻、沉（chén）積參數不（bú）明確、針對模（mó）具零件表麵強化機理未（wèi）明等問題。

3、結（jié）論

模具工作零件表麵（miàn）強化技術可以在一定（dìng）程度上彌補目前模具（jù）材（cái）料的一些不足，並已顯現出極強的發展潛力，但就目前的模具零件表麵強（qiáng）化技術而言，仍存在（zài）一些不（bú）足，其應（yīng）用也（yě）受（shòu）到一定限製，隻要注重研究開發，一定會加快和完善表麵強化技術在模具製造過程中的（de）應用。

深圳市免费91模具有（yǒu）限公司是一家專業的塑膠模具製作工廠,我公司提（tí）供:塑膠模具,注塑模具,塑膠注塑等業務.業務合作電話:0755 -29773559

標題：注塑模具工作零件表麵強化技術應用研究 網址：http://www.xueqin5.com/server/show/id/321.html

*本站所有相關知（zhī）識僅供（gòng）大家參考（kǎo）、學習之（zhī）用，部（bù）分來源於互聯網，其版權均歸原作者及網站所有，如（rú）無意（yì）侵犯您的權利，請與小編聯係，我們將會在第一時（shí）間核實，如情況屬實會（huì）在3個工作日內刪除。 7*24小時免費熱線： 13682521790 13714219339

文章關鍵詞：注塑模具工作零件（jiàn）表麵強化（huà）技術應用研究