机电设备维修课程
技术论文
论文题目： 工件表面强化技术
系 别 机电工程系
专业年级
学生姓名 学号
日 期 2015年 6月
目录
摘要....................................................................................................
一、 低温化学热处理
1.离子渗氮
2.氮碳共渗
3.碳氮硼三元共渗
二、气相沉积
1.物理气相沉积
2.化学气相沉积
3.物理化学气相沉积
三、激光热处理
1.激光淬火
2.激光熔凝硬化
3.激光合金化
四、稀土元素表面强化
1.稀土碳共渗
2.稀土碳氮共渗
3.稀土硼共渗
4.稀土硼铝共渗
摘要：模具热处理不当是造成模具失效的重要原因之一，本文研究了目前模具表面强化处理的一些新工艺，分析了低温化学热处理、气相沉积、激光热处理以及稀土元素表面强化等新工艺的模具表面强化特点，为使用表面强化技术提高模具使用寿命提供参考。
关键词：模具；表面强化处理；工艺；寿命
模具是各工业部门的重要工艺装备，它的使用性能，特别是使用寿命反映了一个国家的工业水平，并直接影响到产品的更新换代和在国际市场上的竞争能力。因此，各国都非常重视模具工业的发展和模具寿命的提高工作。目前，我国模具的寿命还不高，模具消耗量很大，因此，提高我国的模具寿命是一个十分迫切的任务。模具热处理对使用寿命影响很大。我们经常接触到的模具损坏多半是热处理不当而引起。据统计，模具由于热处理不当，而造成模具失效的占总失效率的50%以上，所以国外模具的热处理，愈来愈多地使用真空炉、半真空炉和无氧化保护气氛炉。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体强韧化在于提高基体的强度和韧性，减少断裂和变形，故它的常规热处理必须严格按工艺进行。表面强化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。表面强化处理方法很多，主要有渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、氮碳共渗、渗金属等。采用不同的表面强化处理工艺，可使模具使用寿命提高几倍甚至于几十倍，近几年又出现了一些新的表面强化工艺，本文着重四个方面叙述如下，
模具表面涂层处理的6种方式
1. 热喷涂：通过喷枪将熔化的金属或合金材料喷射到模具表面，形成一层坚硬的涂层。常用的热喷涂材料包括硬质合金、陶瓷和金属。
2. 镀层处理：采用电解或化学方法，在模具表面形成一层金属或合金的镀层。常见的镀层材料包括镍、铬、钛、锡等，可以提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
3. 物理气相沉积（PVD）：通过物理气相沉积技术，在模具表面形成一层薄膜。常用的PVD薄膜包括TiN、TiCN、CrN等，能够提高模具的硬度和抗磨性。
4. 化学气相沉积（CVD）：通过化学气相反应，在模具表面形成一层化学反应生成的涂层。常见的CVD涂层包括碳化硅、氮化硼等，可以提高模具的硬度和耐磨性。
5. 氧化处理：在模具表面形成一层氧化膜，提高模具的耐腐蚀性和表面硬度。常见的氧化处理方法包括阳极氧化、磷酸化等。
6. 高分子涂层：使用高分子材料进行喷涂或涂覆，形成一层抗磨损和耐腐蚀的涂层。常用的高分子涂层材料包括聚酰亚胺、聚氨酯、聚醚等。
模具表面涂层处理是为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性和延长使用寿命。需要根据具体的模具材料、使用环境和要求选择适合的涂层处理方式。不同的涂层处理方式具有不同的特点和适用范围，可以根据实际情况选择最佳的涂层处理方式来提高模具的性能。
模具表面的电镀技术
引言
模具电镀技术是一种常用的表面处理方法，它能够提高模具的耐磨性、耐腐蚀性和导热性。本文将介绍模具表面电镀技术的原理、分类和应用，并给出一些常见的模具电镀技术示例。
一、模具电镀技术原理
模具电镀技术是利用电化学的原理，在模具表面电化学处理的同时，在模具表面形成一层金属或合金的保护层，从而改善模具的表面性能。模具电镀技术主要包括阳极处理、电解液选择和电镀参数控制。 1. 阳极处理
阳极处理是模具电镀技术的关键步骤之一。它是通过对模具进行清洗和除油处理，以确保模具表面光洁、无杂质和油污，并提供一个良好的电化学反应界面。
2. 电解液选择
电解液的选择对模具电镀技术至关重要。根据模具材料的不同和电镀要求，可以选择不同的电解液。常用的电解液有硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴等。
3. 电镀参数控制
电镀参数的控制是模具电镀技术中不可忽视的一部分。一般来说，电流密度、电解液温度、电镀时间和搅拌等参数都会影响电镀层的质量和性能。 二、模具电镀技术分类
模具电镀技术根据电镀材料的不同可以分为以下几类：
1. 金属电镀
金属电镀是最常见的模具电镀技术之一，它可以在模具表面形成金属保护层，提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。常见的金属电镀方法有镀铬、镀镍、镀铜等。
2. 合金电镀
合金电镀是指在模具表面形成合金保护层的电镀技术。合金电镀可以提高模具的硬度和耐磨性。常见的合金电镀方法有镀铬合金、镀钴合金等。 3. 陶瓷电镀
陶瓷电镀是一种特殊的模具电镀技术，它可以在模具表面形成陶瓷保护层，提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。常见的陶瓷电镀方法有氧化铝电镀、氧化锆电镀等。
三、模具电镀技术的应用
模具电镀技术在各种行业中都有广泛的应用。以下是一些常见的模具电镀技术应用示例：
1. 塑料模具电镀
在塑料模具制造过程中，常常需要进行电镀处理。电镀能够增加模具的防腐蚀性能，减少模具的摩擦阻力，延长模具的使用寿命。 2. 金属模具电镀
汽车冲压模具表面处理技术解析
摘要：随着汽车行业的迅猛发展，质量要求越来越高的汽车的车身冲压零部件，对于冲压模具的制造、应用提出了更高的质量要求，因此，现在汽车行业需要重点关注如何提高模具的质量及延长使用寿命。汽车冲压行业对对冲压模具表面的处理，会采用不同的表面处理技术来解决零件在高速冲压过程中，板材与模具表面摩擦发热而导致的各种零件破裂等问题。本文从汽车冲压模具表面处理技术概念、类型介绍出发，主要分析了表面处理技术。
关键词：汽车；冲压模具；表面处理技术
1、汽车冲压模具表面处理技术概述
模具的表面处理技术，是对模具表面的形态、化学成分、组织结构等利用表面涂覆、表面改性或复合处理技术来进行改变，来获取表面性能的一种系统工程。在对汽车冲压模具表面进行处理的技术方法有很有，可以主要归纳为：PVD〔物理）、PCVD〔物理化学）、CVD〔化学），TD覆层处理、HVOF（高速火焰喷涂）。从表面处理的方式上，还可以使用机械方法。随着科技的不断进步，在对汽车冲压模具进行表面处理时，越来越多的表面处理技术将被开发与应用。
2、物理表面处理法
第一，高频表面淬火。这种方法的使用原理是把模具 放在交变磁场当中，通过磁场产生的热量来为模具材料加热。通过交变磁场的电流的频率都比较高，而电流所产生的热量，能够渗透的层次却非常薄。所以，运用这种表面处 理技术进行模具表面处理之后，模具表面的硬度就会比较 高，经过多次的实验研究可以得出结论，这种表面处理技 术比传统的淬火工艺可以提高 HRC2-3，并且具有很大的脆性，这就使得模具表面的疲劳强度要比传统淬火工艺处理之后的明显地提高了，如果是小尺寸的模具，强度会一 般会变为原来的两倍或更高。通过高频表面淬火工艺进行 加热，能够利用温度来更为精准的控制模具的硬度，对于投入批量的机械化生产和自动化生产有着重要的意义。第二，表面涂镀层法。这种方法的原理相对来说较为简单，主要是通过镀层技术将材料外加于模具的表面，这种方法能够直接将性质比较优良的材料直接附加于模具上，使其能够完全保有镀层材料的优势，同时对于模具本身材料的影响也比较小。运用这种表面处理技术，能够更为精确地把握镀层的厚度，在不影响模具整体性能的前提之下，使其具备镀层材料的更高强度、更好的耐磨性，从而让模具表 面能够拥有更为理想的性能。第三，火焰表面淬火法。利用这种表面处理技术进行加工时，主要使用到的材料是氧乙炔，通过对模具表面进行相应的加工并且使其快速地冷却，让模具表面的材料厚度控制在2-10毫米范围之内，从 而明显地提升模具材料的抗摩擦性能，并且能够在工艺装 备完成之后，依旧保持模具装配精度，且有效地简化模具 配件的生产工序。只有通过这种方法，才能够让模具原本的补焊修复拥有更为可靠的保证，提升模具材料的实际质量，让模具的生产工艺得以提升、生产效率显著提高。
