《模具材料及強(qiáng)化技術(shù)》第7章模具表面強(qiáng)化技術(shù)

1、.2模具表面的，大幅度模具。模具表面的，成形產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。 采用或，經(jīng)表面涂層表面涂層或激光激光合金合金化處理化處理后，甚至的性能指標(biāo)，不僅可大幅度模具材料成本，還可模具制造加工工藝和熱處理工藝，生產(chǎn)成本。 可用于模具的，尤其是電刷鍍技術(shù)可在不拆卸模具的前提下完成對模具表面的修復(fù)。 可用于模具表面的，能其塑料制品的檔次和附加值。模具表面強(qiáng)化處理的目的模具表面強(qiáng)化處理的目的.：滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲 滲硼、滲金屬（滲鉻、滲釩、滲鈮、滲鋁）：電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、熱浸鍍：化學(xué)氣相沉積 物理氣相沉積，如：真空蒸鍍、陰極濺射、離子鍍：激光表面淬火、激光熔覆、激光沖擊硬化、激光合金化 電子束表

2、面淬火、電子束表面合金化 離子注入合金化：火焰表面加熱淬火、高頻感應(yīng)加熱表面淬火 噴丸表面強(qiáng)化、電火花表面強(qiáng)化 電解液表面加熱淬火3常用的模具常用的模具表面強(qiáng)化處理表面強(qiáng)化處理技術(shù)技術(shù).表面表面處理工藝處理工藝作用作用應(yīng)用應(yīng)用滲碳滲碳硬度（5256HRC）、耐磨性、耐疲勞性。擠壓模、穿孔工具等滲氮滲氮硬度、耐磨性、抗粘附性、紅硬性、耐疲勞性、抗蝕性，但周期長，表面有白色脆化層。擠壓模、冷擠模等離子滲碳離子滲碳可消除表面白色脆化層，耐磨性、耐疲勞性和抗變形能力均滲氮。擠壓模、擠壓工具等碳氮共滲碳氮共滲相比于滲碳和滲氮，具有更高的硬度、耐磨性、耐疲勞性、紅硬性、熱強(qiáng)性，生產(chǎn)周期短。成型模、冷擠模、

3、熱擠模和模架等氮碳共滲氮碳共滲硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蝕性、抗熱疲勞性。冷擠模、拉深模、擠壓模穿孔針滲硼滲硼具有極好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、紅硬性，良好的抗蝕性。擠壓模、拉深模4模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用.表面表面處理工藝處理工藝作用作用應(yīng)用應(yīng)用碳氮硼三元共滲碳氮硼三元共滲硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性、抗蝕性擠壓模、沖頭針尖鹽浴覆層鹽浴覆層（TD處理處理）硬度、耐磨性、耐熱疲勞性、抗蝕性、抗粘附性、抗氧化性擠壓模滲鉻滲鉻硬度、耐磨性、抗蝕性、抗粘附性、抗氧化性擠壓模、拉深模鍍硬鉻鍍硬鉻表面粗糙度，表面硬度、抗疲勞性、抗蝕性擠壓模、拉深模等

4、鈷基合金堆焊鈷基合金堆焊硬度、紅硬性、耐磨性擠壓模沖頭、芯桿針尖電火花表面強(qiáng)化電火花表面強(qiáng)化硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性、抗蝕性冷、熱擠壓模等噴丸處理噴丸處理硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性、抗蝕性熱擠壓模、沖頭針尖5模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用.表面處理方法表面處理方法耐蝕耐蝕耐磨耐磨裝飾裝飾抗氧化抗氧化物理物理方法方法淬火（高頻、電解液、火焰）淬火（高頻、電解液、火焰）加工硬化（噴丸）加工硬化（噴丸）化化學(xué)學(xué)方方法法滲碳、滲氮滲碳、滲氮滲硼滲硼滲硫滲硫滲金屬滲金屬涂涂覆覆法法熱浸鍍熱浸鍍噴鍍噴鍍?nèi)埯}浸鍍?nèi)埯}浸鍍物理氣相沉積（物理氣相沉積（PVD）化學(xué)氣相沉積

5、（化學(xué)氣相沉積（CVD）電鍍電鍍化學(xué)鍍化學(xué)鍍陽極氧化陽極氧化電化學(xué)處理電化學(xué)處理注： 有效； 一定條件下有效； 無效。6模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)的作用及應(yīng)用.？ 指將模具零件置于具有一定中加熱、保溫，使一種或幾種元素的原子其表層，以的熱處理工藝。：改變模具零件表層的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，以其表面力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，從而大幅度模具使用壽命。u 化學(xué)熱處理后，模具零件（熱處理變形除外）?；瘜W(xué)熱處理的概念、目的化學(xué)熱處理的概念、目的8. 例如： 氣體滲碳 CH4 = 2 H2 + C 氣體滲氮 2 NH3 = 3 H22 N9化學(xué)熱處理的基體過程化學(xué)熱處理的基體過程.滲

6、碳滲碳C表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度滲氮滲氮N表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐蝕性碳氮（氮碳）共滲碳氮（氮碳）共滲C、N表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度滲硫滲硫S減磨減磨，抗咬合性能硫氮共滲硫氮共滲S、N減磨減磨，抗咬合性能、耐磨性、疲勞強(qiáng)度硫碳氮共滲硫碳氮共滲S、C、N減磨減磨，抗咬合性能、耐磨性、疲勞強(qiáng)度滲鋁滲鋁Al抗氧化、抗含硫介質(zhì)腐蝕能力滲鉻滲鉻Cr抗氧化、抗腐蝕能力、耐磨性滲硼滲硼B(yǎng)表面硬度、耐磨性、耐蝕性10常用化學(xué)熱處理方法及其作用常用化學(xué)熱處理方法及其作用.將、零件置于（滲碳劑）中加熱到（常用），在高溫下通過反應(yīng)分解出的中，并通過擴(kuò)散形成一定厚度的，隨后的使零件的表層和心部具有不同的成分

7、、組織和性能。117.1.1 滲碳滲碳.（主要用于承受大沖擊、高強(qiáng)度、硬度5862HRC的小型模具） 固體滲碳 液體滲碳127.1.1 滲碳滲碳.u 特點(diǎn)：操作簡便，周期短，質(zhì)量易于控制，勞動(dòng)條件好。u 滲劑：氣體碳?xì)浠衔铮–O、CH4等），或者有機(jī)液體（煤油、丙酮、甲苯、甲醇等）。u 分類：（）、吸熱式氣氛滲碳等。u 滲碳過程：排氣、強(qiáng)烈滲碳、擴(kuò)散、降溫。20Cr、20CrMnTi等鋼制模具零件的井式氣體滲碳工藝137.1.1 滲碳滲碳.零件表面的強(qiáng)度、硬度和耐磨性零件心部的強(qiáng)度和韌性 細(xì)化晶粒 消除網(wǎng)狀碳化物，殘余奧氏體A 消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸u 模具零件滲碳后，表層高碳，心部低碳。為了

8、獲得理想的性能，滲碳后需進(jìn)行熱處理，即：。：147.1.1 滲碳滲碳.157.1.1 滲碳滲碳：滲碳后預(yù)冷至760850后直接淬火。：適合零件或的零件 。：加熱和冷卻次數(shù)，簡化工藝，生產(chǎn)效率，從而淬火變形及表面氧化脫碳傾向，且滲層中殘余奧氏體A數(shù)量有所，表面硬度略有。：滲碳溫度高，奧氏體晶粒粗大，淬火后殘余奧氏體A較多，零件性能。.167.1.1 滲碳滲碳：滲碳后先空冷或降至860880出爐空冷，再重新加熱淬火。： Ac3+3050加熱淬火，心部獲得低碳馬氏體：略高于Ac1加熱淬火，細(xì)化表層晶粒 ：，對于C含量處于過共析的滲層，會(huì)使共析碳化物溶入奧氏體中，導(dǎo)致淬火后殘余奧氏體數(shù)量，耐磨性；，心

9、部出現(xiàn)較多先共析鐵素體。：適合，及的零件 。.177.1.1 滲碳滲碳：滲碳后先以適當(dāng)方式進(jìn)行冷卻，再進(jìn)行兩次淬火。：880900（碳鋼）或850870（合金鋼）加熱，。：770830加熱，。：能獲得較高的表面硬度和強(qiáng)韌性好的心部組織。但工藝復(fù)雜，周期長，并使零件變形和氧化脫碳程度。：僅用于對表面耐磨性、疲勞強(qiáng)度和心部等韌性要求較高的。.u 指將零件置于中，到一定溫度（一般，為）保溫一段時(shí)間，使N原子滲入零件表面形成一定厚度的滲氮層，以的工藝。：38CrMoAl、Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、5CrNiMo、4Cr5MoSiV等；，以保證模具的整體性能。187.1.2 滲氮滲氮.，

10、通常在井式爐內(nèi)進(jìn)行 固體滲氮 液體滲氮197.1.2 滲氮滲氮：周期長，效率低，費(fèi)用高，對材料要求嚴(yán)格（為了獲得好的滲氮效果，必須，使?jié)B氮后形成氮化物AlN、CrN和Mo2N，耐磨性）。：一般采用。：一段式（常溫）滲氮、二段式滲氮、三段式滲氮。.207.1.2 滲氮滲氮：滲氮溫度（450530）、氨分解率保持不變；滲氮結(jié)束前24h，滲氮溫度和氨分解率進(jìn)行，。：工藝簡單，滲氮溫度較低、滲層淺、零件變形小、表面硬度高，但滲氮速度慢，滲氮周期長。：適合要求，滲層氮含量分布變化明顯。.217.1.2 滲氮滲氮：與等溫滲氮相比，生產(chǎn)周期短，但零件變形略有增加，硬度梯度平緩，表面硬度相對較低。：適用于的零

11、件。：除保溫時(shí)間外，其它工藝參數(shù)與等溫滲氮相同，即滲氮溫度、氨分解率較低，使零件表層先形成彌散度高的高硬度合金氮化物層。：滲氮溫度、氨分解率，加快氮原子的擴(kuò)散，以滲氮周期。：滲氮結(jié)束前2h，滲氮溫度和氨分解率進(jìn)行退氮處理。.227.1.2 滲氮滲氮：進(jìn)一步滲氮速度，但硬度比一般滲氮工藝低，脆性、變形比一般滲氮工藝略大。：，低的滲氮溫度、氨分解率。：，滲氮溫度和氨分解率，加快滲氮過程。：，適當(dāng)氨分解率，以模具表層的高氮脆性，或采取與第一階段相同的氨分解率，以補(bǔ)充因第二階段氮原子擴(kuò)散快而使表面氮濃度過低，保證表面N含量以提高表面硬度。在二段式滲氮基礎(chǔ)上發(fā)展起來的.牌號(hào)牌號(hào)滲氮滲氮方法方法滲氮工藝規(guī)

12、范滲氮工藝規(guī)范滲氮層深度滲氮層深度/mm表面硬度表面硬度階段階段 滲氮溫度滲氮溫度/ 時(shí)間時(shí)間/h 氨分解率氨分解率/%30CrMnSiAl一段滲氮495505253020300.20.358HRCCr12MoV 二段滲氮III4805301825142736600.2720860HV40Cr一段滲氮4902415350.20.3600HV二段滲氮III470490490510201520203050600.30.5600HV三段滲氮IIIIII47048051052055056010252152530501000.200.28480HV4Cr5MoV1Si 一段滲氮5305501230600

13、.150.2760800HV237.1.2 滲氮滲氮.247.1.2 滲氮滲氮（又稱）u 在一定真空度下，的現(xiàn)象進(jìn)行的。通入一定的直流電，氨氣被電離形成氮離子、氫離子和電子，這時(shí)零件表面形成一層輝光，具有高能量的氮離子以很大速度轟擊零件表面，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，使；同時(shí)，氮離子在陰極即零件上獲得電子后，還原成為氮原子而滲入零件表面，并向內(nèi)部擴(kuò)散而形成滲氮層。：一般采用脫水氨氣。.257.1.2 滲氮滲氮：滲氮速度快（獲得同樣深度滲層只需氣體滲氮時(shí)間的1/21/4），周期短；滲層質(zhì)量高，韌性最好，且變形小，對材料適用性強(qiáng)。：成本高。：廣泛用于鋼制等的滲氮處理，模具使用壽命顯著。. 真空度真空度：一

14、般 電流密度電流密度：0.55mA/cm2 輝光電壓輝光電壓：加熱階段550750V，保溫階段550650V 滲氮溫度滲氮溫度：一般450600 陰極陰極（零件）與陽極間的距離與陽極間的距離：一般3070mm 滲氮時(shí)間滲氮時(shí)間：根據(jù)模具材料、滲氮層厚度和硬度選擇267.1.2 滲氮滲氮.：多為低碳/中碳的碳鋼、合金鋼 ：煤油（或甲苯、丙醇等）+氨氣 ：820860：同時(shí)向鋼制模具零件中滲入碳、氮原子，但以滲碳為主。：低溫500600、中溫700880、高溫900950：（生產(chǎn)中常用）、液體法277.1.3 碳氮共滲、氮碳共滲碳氮共滲、氮碳共滲 ：主要取決于共滲溫度共滲溫度越高，共滲層中碳含量越

15、高、氮含量越低 越低，共滲層中碳含量越低。.u共滲層的力學(xué)性能綜合了滲碳層、滲氮層的。u碳氮共滲使共滲層的奧氏體相變溫度。u氮的滲入共滲層奧氏體的穩(wěn)定性、滲層的淬透性，共滲后除可在冷卻速度較慢的介質(zhì)中淬火以變形外，還可用碳素鋼代替低合金鋼制造某些模具。u氣體碳氮共滲速度 單獨(dú)滲碳或滲氮速度，生產(chǎn)周期。287.1.3 碳氮共滲、氮碳共滲碳氮共滲、氮碳共滲.零件零件材料材料熱處理工藝熱處理工藝滲層深度滲層深度/mm表面硬度表面硬度平均壽命平均壽命/件件失效形式失效形式HRCHV9SiCr870淬火，淬火，280回火回火58595000刃口磨損三次循環(huán)加熱淬火三次循環(huán)加熱淬火6010000刃口磨損C

16、r12MoV970淬火，淬火，240回火回火58597500刃口磨損1050淬火，淬火，560滲氮滲氮3h，180回火回火3h0.100.12103716000刃口崩刃800碳氮共滲碳氮共滲4h，淬火，淬火，180回火回火23h0.500.6094116500刃口磨損45820碳氮共滲碳氮共滲4h，淬火，淬火，180回火回火23h0.650.7092716000刃口磨損少數(shù)崩刃850碳氮共滲碳氮共滲4h，淬火，淬火，180回火回火23h0.951.088212000刃口崩塊580碳氮共滲碳氮共滲2h，900滲硼滲硼4h，180回回火火23h0.090.114534400刃口塌陷297.1.3

17、碳氮共滲、氮碳共滲碳氮共滲、氮碳共滲.：同時(shí)向鋼制模具零件中滲入碳、氮原子，但以滲氮為主。：常用560570：氣體法（生產(chǎn)中常用）、液體法、固體法307.1.3 碳氮共滲、氮碳共滲碳氮共滲、氮碳共滲u 滲入溫度低，時(shí)間短，零件變形小。，碳鋼、低碳合金鋼、工具鋼及不銹鋼等材料均可進(jìn)行低溫氣體氮碳共滲。u 能顯著零件的疲勞極限、耐磨性和耐蝕性，且共滲層有一定韌性，不易剝落。u 應(yīng)用：廣泛用于等的表面強(qiáng)化處理，但由于共滲層中化合物層較?。ǎ⒐矟B層硬度梯度較陡，。.復(fù)式落料模復(fù)式落料模CrWMn淬火+回火甲酰胺氣體氮碳共滲，壽命提高10倍靠?？磕?0Cr滲碳+淬火+回火甲酰胺氣體氮碳共滲，壽命提高3

18、倍流量計(jì)塑料模流量計(jì)塑料模T10不熱處理尿素氣體氮碳共滲，變形小，耐磨性好M30螺栓冷鐓模螺栓冷鐓模Cr12MoV淬火+回火，0.20.3萬件尿素氣體氮碳共滲，2萬件以上活塞銷冷擠壓?；钊N冷擠壓模W6Mo5Cr4V21190淬火+560回火，0.2萬件甲酰胺氣體氮碳共滲，2萬件以上縫紉機(jī)梭架冷擠壓?？p紉機(jī)梭架冷擠壓模 65Nb淬火+回火，0.130.71萬件甲酰胺氣體氮碳共滲，2.5萬件以上冷打花鍵滾軋模冷打花鍵滾軋模W18Cr4V淬火+回火，250m/只甲酰胺氣體氮碳共滲，2000m/只氣門嘴銅熱擠壓模氣門嘴銅熱擠壓模3Cr2W8淬火+回火，1萬件尿素氣體氮碳共滲，2.02.6萬件鋁合金壓

19、鑄模鋁合金壓鑄模3Cr2W8液體氮碳共滲，3萬件尿素氣體氮碳共滲，5萬件縫紉機(jī)曲柄熱鍛?？p紉機(jī)曲柄熱鍛模3Cr2W8淬火+回火，0.5萬件尿素氣體氮碳共滲，1萬件六角呆扳手熱鍛模六角呆扳手熱鍛模3Cr2W8淬火+回火，0.5萬件尿素氣體氮碳共滲，1.5萬件317.1.3 碳氮共滲、氮碳共滲碳氮共滲、氮碳共滲.u 滲硼層硬度高（13002000HV）和耐磨性好，熱穩(wěn)定性和耐蝕性也好，但； ，。：常常進(jìn)行，使模具零件基體。淬火、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻介質(zhì)選擇，根據(jù)零件材料和性能要求進(jìn)行決定。u 應(yīng)用：廣泛用于各種模具。327.1.4 滲硼滲硼.：800950滲硼26h；設(shè)備簡單，操作方便，零件表

20、面易清洗，應(yīng)用較廣。：在粉末滲硼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將滲硼劑粉末與黏結(jié)劑調(diào)制成膏劑涂覆于零件表面，加熱保溫，。：9501000滲硼6h；設(shè)備簡單，操作方便，但零件表面沾鹽后不易清洗，帶有小孔或不通孔的零件不宜鹽浴滲硼。：常用于工模具和要求耐磨性、耐蝕性高的零件。：生產(chǎn)中較少使用。337.1.4 滲硼滲硼.模具名稱模具名稱材料材料淬火、回火態(tài)壽命淬火、回火態(tài)壽命滲硼態(tài)壽命滲硼態(tài)壽命冷沖裁模冷沖裁模CrWMn0.5萬件1萬件熱擠壓模熱擠壓模30Cr3W5V100h261h熱鍛模熱鍛模5CrNiMo0.5萬件1萬件熱鍛用沖頭熱鍛用沖頭55Ni2CrMnMo 100h240h連桿熱成型模連桿熱成型模5C

21、rMnMo2萬件6萬件冷鐓六方螺母凹模冷鐓六方螺母凹模Cr12MoV0.5萬件6萬件冷軋頂頭凸模冷軋頂頭凸模65Mn0.4萬件2萬件347.1.4 滲硼滲硼.：減摩，耐磨性好，抗咬合性高，抗擦傷力強(qiáng)。：熔鹽滲硫（生產(chǎn)中常用）、氣體滲硫u 模具后進(jìn)行，仍保持高硬度，且變形較小。：表層組織為多層結(jié)構(gòu)，最表層為硫化層（硬度低）、次表層為氮化物層（硬度高）、里層為擴(kuò)散層，減磨，并提高模具鋼表面的耐磨性、抗咬合性、抗擦傷力。共滲溫度：540560滲劑：氨（3050vol%）、硫化氫（0.02vol%） 共滲時(shí)間：13h357.1.5 滲硫、硫氮共滲滲硫、硫氮共滲.367.1.5 滲金屬滲金屬：多為等。：

22、（C含量0.45%）。高碳鋼零件加熱到適當(dāng)溫度時(shí)，表層中C與滲入碳化物形成元素反應(yīng)生成合金碳化物滲層，如(Cr,Fe)7C3、VC、TiC、NbC、TaC等，使零件具有某些特殊的性能，以零件使用壽命。常用 耐磨性、耐蝕性、抗氧化性 耐磨性、耐蝕性： 與滲碳、滲氮等工藝一樣 包括：電鍍、噴鍍、熱浸鍍等.：將含有欲滲金屬元素的硼砂加熱至處理溫度（8001200），然后將零件浸入熔融硼砂介質(zhì)中（保溫時(shí)間110h），使欲滲元素原子向零件表面擴(kuò)散并與零件基體中碳原子反應(yīng)形成金屬碳化物滲層。又稱：TD法表面處理零件需根據(jù)要求油淬或熔鹽中淬火。377.1.5 滲金屬滲金屬（，Thermal Diffusio

23、n Coating Process ）.設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)能力高，生產(chǎn)成本低。不論模具形狀如何復(fù)雜，都能形成均勻的碳化物覆層。處理前、后零件的表面粗糙度大致相同。熔鹽的使用壽命長。碳化物滲層磨損后可重新處理，不需清除殘留的碳化物，不影響與基體的結(jié)合力。母材鋼種較廣，且可通過淬火使基體發(fā)生強(qiáng)化。387.1.5 滲金屬滲金屬. 處理溫度高，滲層會(huì)引起零件尺寸脹大，對高精度模具應(yīng)采取措施，預(yù)防變形。 處理前，模具必須加工至要求的表面粗糙度，以保證處理后表面質(zhì)量。 載荷過大時(shí)，模具發(fā)生塑性變形，碳化物滲層中易萌生裂紋。 薄刃模具的薄刃處供碳不足，難以形成厚的碳化物滲層。 在不影響鋼的韌性和其它性

24、能的條件下，應(yīng)合理選擇鋼材，以保證鋼基體能提供足夠的碳，形成碳化物滲層。 在500以上氧化性氣氛中長期使用時(shí)，VC、NbC等碳化物滲層易氧化，影響模具的性能。397.1.5 滲金屬滲金屬.直流電源的負(fù)極與導(dǎo)電模具零件連接作為電鍍的陰極。在作用下，電鍍液中的金屬離子還原沉積在模具零件（陰極）表面，形成具有一定性能的金屬鍍層。41 電鍍電鍍磨光拋光脫脂水洗去銹水洗電鍍酸洗堿洗清洗出槽.42 電鍍電鍍：影響氫的放電電位、堿性夾雜物的沉淀或水化物的組成以及添加劑吸附程度。太高或太低的pH值均不利于電鍍，必須通過實(shí)驗(yàn)測定。：電流密度太低時(shí)，鍍層晶粒粗大，而太高時(shí)，易形成結(jié)瘤和樹枝狀結(jié)晶，甚至燒焦。電流密

25、度大小與電鍍液的組成、主鹽濃度等密切相關(guān)。（包括光亮劑、整平劑、潤濕劑等）：改善電鍍液性能，電鍍層質(zhì)量，如：細(xì)化晶粒、光亮鍍層、整平作用、潤濕作用、鍍層硬度、鍍層應(yīng)力等。.：與直流電源負(fù)極與連接作為電刷鍍的陰極。，與直流電源正極連接作為電刷鍍的陽極。43 電刷鍍電刷鍍（與普通電鍍相同）u 施鍍時(shí)，陽極，鍍液不斷添加至滌棉套與模具零件表面之間，在零件表面，從而快速沉積金屬鍍層。.：凡是鍍筆能觸及的部位均可施鍍或難以入槽的：可在現(xiàn)場不解體施鍍u 小孔、深孔、溝槽等以及劃痕、凹槽、磨損等：可施鍍。因鍍筆在零件表面不斷移動(dòng)，沉積金屬的結(jié)晶過程中不斷受到中斷放電和外力作用的干擾，可獲得，這類鍍層的，且與

26、零件基體的。44 電刷鍍電刷鍍.。電刷鍍的陰、陽極之間僅有滌棉套的阻隔，距離一般510mm，金屬離子的遷移距離短，可采用高濃度鍍液、大電流密度施鍍，而不會(huì)產(chǎn)生金屬離子貧乏的現(xiàn)象。一套電刷鍍設(shè)備可采用多種鍍液，刷鍍各種單金屬鍍層和復(fù)合鍍層，以滿足各種不同的需要。45 電刷鍍電刷鍍.46 電刷鍍電刷鍍 ：型腔表面硬度低（23HRC），磨損嚴(yán)重。：型腔表面鍍，硬度升至40HRC，表面粗糙度從Ra降至Ra，耐磨性2倍，且制品易脫模。 ， 模具的冷熱疲勞抗力顯著.47 化學(xué)鍍化學(xué)鍍 將模具零件置于鍍液中，利用使鍍液中的在經(jīng)催化的表面上。 與電鍍相比，化學(xué)鍍，且設(shè)備簡單，操作方便。 復(fù)雜模具采用化學(xué)鍍，還

27、。.：以亞磷酸鹽為還原劑，將鎳鹽還原成鎳，同時(shí)使鍍層中含一定量的磷，沉積的鎳膜具有自催化性，可使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。：。：適合于沖壓模、擠壓模、塑為成形模、橡膠成形模。48 化學(xué)鍍化學(xué)鍍.49 熱浸鍍熱浸鍍將零件浸入中，在其表面發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)而形成一層。：鋼、鑄鐵、銅，其中鋼最常用。：熔點(diǎn)必須低于基體金屬，且通常低得多。為：低熔點(diǎn)的錫、鋅、鋁、鉛、鋁錫合金、鋁硅合金、鉛錫合金等，其中鋅應(yīng)用最多。. 主要用于鋼管、鋼絲、零件 常用于鋼板 ：表面處理助鍍處理熱浸鍍鍍后處理：預(yù)鍍件堿洗酸洗水洗稀鹽酸處理水洗烘干熱浸鍍鍍后處理50 熱浸鍍熱浸鍍是重要工序，是重要工序，是是。.？ 指將含有輸送到模

28、具零件表面上而形成的工藝方法。通常沉積過渡族金屬元素（Ti、V、Cr、W、Mo、Ta、Nb等）與C、N、O和B等形成的化合物層。52氣相沉積的概念氣相沉積的概念碳化物碳化物TiC、VC、W2C、MoC、Cr7C3、B4C、TaC、NbC、ZrC、HfC、SiC高硬度、耐磨部分碳化物還耐蝕氮化物氮化物TiN、VN、BN、ZrN、HfN、Cr2N、CrN、NbN、MoN、(Ti,Al)NBN、TiN、VN等耐磨性好TiN呈金黃色，裝飾性好氧化物氧化物Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO、CuO、SiO2耐磨、特殊光學(xué)性能、裝飾性碳氮化合物碳氮化合物Ti(C,N)、Zr(C,N)耐磨、裝飾硼化物硼

29、化物TiB2、VB2、Cr2B、TaB、ZrB、HfB耐磨硅化物硅化物Si3N4、MoSi2、WSi2高溫抗氧化性、耐蝕性好金屬及非金屬金屬及非金屬元素元素Al、Cr、Ni、Mo、C（金剛石、類金剛石）滿足特殊光學(xué)、電學(xué)性能或賦予高耐磨性.具有（TiC：32004100HV；TiN：2450HV）、和，故抗磨損性能良好。具有（TiC：3160；TiN：2950），基體金屬中涂層中的溶解度小，摩擦系數(shù)低，具有很好的，發(fā)生冷焊和咬合的傾向也很小，且TiN比TiC更好。具有，TiC涂層在硫酸、鹽酸、氯化鈉水溶液中耐蝕性良好，且TiN的耐蝕行一般比TiC更好。高溫下具有（TiC：可達(dá)400；TiN：可

30、達(dá)500）。53模具零件常用氣相沉積涂層的特性模具零件常用氣相沉積涂層的特性. 先將含有形成涂層材料元素的反應(yīng)介質(zhì)置于較低溫度下，然后送入高溫反應(yīng)室與模具零件表面接觸發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)，析出的合金、金屬及其化合物沉積于零件表面形成涂層。547.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）. 反應(yīng)氣體向零件（基片）表面擴(kuò)散并被吸附 吸附于零件表面的各種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 生成物質(zhì)點(diǎn)聚集形成晶核并長大，形成沉積涂層 表面化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物脫離零件表面返回氣相 沉積涂層與基體的界面發(fā)生元素互擴(kuò)散，形成擴(kuò)散層557.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.：壓力一般為11044104Pa。低壓

31、下分子平均自由程增加，加快氣態(tài)分子的輸運(yùn)過程，反應(yīng)物質(zhì)在零件表面的擴(kuò)散系數(shù)增大，使涂層均勻性得到改善。：利用高溫激活化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行氣相沉積，常用于半導(dǎo)體和其它材料（廣泛采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、氫化物化學(xué)氣體沉積等）。567.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.）：除借助熱能外，還借助外部電場作用引起的放電，使原料氣體呈等離子體狀態(tài)，變?yōu)榛瘜W(xué)上非?；顫姷募ぐl(fā)分子、原子、離子和原子團(tuán)等，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。：通過激光束照射封閉室內(nèi)的反應(yīng)氣體，誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使生成物沉積在氣室內(nèi)的基板上，并使工作溫度顯著。577.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.：沉積的涂層質(zhì)量高，致密，可控性好。：

32、處理溫度高，零件易產(chǎn)生變形，基體組織發(fā)生變化導(dǎo)致力學(xué)性能，且需后續(xù)熱處理，了成本，因此，應(yīng)用受到一定限制。587.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.。，如：基體與涂層的熱膨脹系數(shù)、界面能、化學(xué)性質(zhì)、冶金特性以及兩者間是否會(huì)形成脆性或軟的過渡層等。 ：因處理溫度高，需選擇耐熱性和組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基體材料，。太薄的涂層無法獲得好的性能及長壽命；而太厚的涂層呈脆性且與基體間結(jié)合力變差。（包括沉積溫度、氣體流量等）597.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.TiN的硬度高1500HVTiN與鋼的摩擦系數(shù)為，只是鋼與鋼間的1/5TiN具有很高的抗粘接性能TiN熔點(diǎn)高達(dá)2950，抗氧化

33、性好TiN涂層耐蝕性好，且與模具基體間的結(jié)合力強(qiáng)607.3.1 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD）.：采用各種產(chǎn)生的原子或分子沉積在模具零件表面上形成外加涂層。：沉積速度較快，且沉積溫度一般600，無需后續(xù)熱處理，應(yīng)用比CVD更廣。：PVD涂層的均勻性稍差，與基體的結(jié)合力較小，且設(shè)備造價(jià)高，操作、維護(hù)的技術(shù)要求也高。617.3.2 物理氣相沉積（物理氣相沉積（PVD）.在高真空（10-31.3310-4Pa）中采用電子束、電阻絲等加熱金屬、合金或化合物使之蒸發(fā)，然后在零件表面凝聚而形成涂層。，多用于光學(xué)元件、電子元件等的表面鍍膜。：用荷能粒子轟擊陰極靶材，使靶材表面原子以一定能量逸出，然后在

34、模具零件表面沉積形成涂層。等，常用。：借助惰性氣體輝光放電使金屬或合金蒸氣離子化，然后離子經(jīng)電場加速在帶負(fù)電荷零件表面沉積形成與基體結(jié)合力強(qiáng)的涂層。627.3.2 物理氣相沉積（物理氣相沉積（PVD）.比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目PVD法法CVD法法真空蒸鍍真空蒸鍍陰極濺射陰極濺射離子鍍離子鍍鍍金屬鍍金屬可以可以可以可以鍍合金鍍合金可以，但工藝復(fù)雜可以可以，但工藝復(fù)雜可以鍍高熔點(diǎn)化合物鍍高熔點(diǎn)化合物可以，但工藝復(fù)雜可以可以，但工藝復(fù)雜可以沉積粒子的能量沉積粒子的能量/eV0.11110301000-沉積速度沉積速度/ummin-10.1750.0120.150較快沉積膜的密度沉積膜的密度較低高高高孔隙度孔

35、隙度中小小極小基體與鍍層的連接基體與鍍層的連接無合金相無合金相有合金相有合金相差不好鍍覆機(jī)理鍍覆機(jī)理真空蒸發(fā)輝光放電，濺射輝光放電氣相化學(xué)反應(yīng)637.3.2 物理氣相沉積（物理氣相沉積（PVD）.：激光、電子束、離子束（能量密度103W/cm2）。：改變模具零件表層的顯微結(jié)構(gòu)甚至成分，從而改善零件表面的物理、化學(xué)性能。：加熱速度快，加熱面積可根據(jù)需要選擇，零件變形小，不需冷卻介質(zhì)，可控性能好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。65高能束表面強(qiáng)化技術(shù)高能束表面強(qiáng)化技術(shù).：利用高能激光束照射零件表面，使零件表面加熱至相變點(diǎn)以上，激光停止照射后，快速自冷淬火而硬化，具有極高的硬度。適應(yīng)于等。：利用高能激光束加熱零

36、件表面使其熔化，然后快冷形成110um厚的非晶化組織，其強(qiáng)韌性高，耐磨性好。：利用高強(qiáng)度脈沖激光束照射零件表面，使表面薄層迅速汽化，在表面原子逸出期間，發(fā)生動(dòng)量脈沖，產(chǎn)生強(qiáng)的機(jī)械沖擊波和應(yīng)力波，使材料表面硬化?？娠@著材料強(qiáng)度和硬度，并有效抗疲勞性能。667.4.1 激光表面強(qiáng)化技術(shù)激光表面強(qiáng)化技術(shù).：利用激光束使合金元素與基體表面金屬混合熔化，在很短時(shí)間內(nèi)形成與基體材料不同的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的高性能表面合金層。：利用激光束在零件表面熔覆一層硬度高、耐磨、耐蝕和抗疲勞性能好的材料，以零件的表面性能。677.4.1 激光表面強(qiáng)化技術(shù)激光表面強(qiáng)化技術(shù).45發(fā)黑處理0.190.201.081.105

37、42細(xì)針狀馬氏體磷化0.220.271.101.23542細(xì)針狀馬氏體0.250.311.181.35585細(xì)針狀馬氏體42CrMo發(fā)黑處理0.351.30642隱針馬氏體磷化0.351.53642隱針馬氏體0.351.64642隱針馬氏體687.4.1 激光表面強(qiáng)化技術(shù)激光表面強(qiáng)化技術(shù).：利用電子束轟擊零件表面，使零件表面溫度升至相變點(diǎn)以上，電子束離開后零件表面自冷淬火而硬化，具有極高的硬度。：利用電子束轟擊零件表面，使表面局部熔化并快速凝固，從而細(xì)化組織，達(dá)到硬度和韌性的最佳配合。：利用聚焦電子束使零件表面在極短時(shí)間內(nèi)迅速熔化，然后以11041108/s的冷卻速度快冷而形成非晶化表層，其強(qiáng)韌性高，耐磨性好。697.4.2 電子束表面強(qiáng)化技術(shù)電子束表面強(qiáng)化技術(shù).：先將具有特殊性能的合金粉末涂覆在零件表面上，再利用電子束進(jìn)行轟擊加熱熔化，或在電子束作用的同時(shí)加入所需的合金粉末，使合金粉末熔融在零件表面上，在零件表面上形成一層新的耐磨、耐蝕