模具表面的化学热处理技术概述
模具表面的化学热处理技术
甲醇＋丙酮
风扇电动机 废气火焰 炉盖 砂封 电阻丝 耐热罐 工件 炉体
图 4-2 滴注式气体渗碳炉工作示意图
4．2．1．3 真空渗碳 真空渗碳是一个不平衡的增碳扩散型渗碳工艺，被处 理的工件在真空中加热到奥氏体化，并在渗碳气氛中渗碳， 然后扩散、淬火。由于渗碳前是在真空状态下加热，钢的 表面很干净，非常有利于碳原子的吸附和扩散。与气体渗 碳相比，真空渗碳的温度高，渗碳时间可明显缩短。
渗碳工艺应用于模具表面强化，主要体现在两个方面。 一方面用于低、中碳钢的渗碳。例如，塑料制品模具的形 状复杂，表面粗糙度要求高，常用冷挤压反印法来制造模 具的型腔。因此，可采用碳含量较低、塑性变形性能好的 塑料模具钢，如20、20Cr、12CrNi3A钢以及美国的P2、 P3、P4、P5钢等。先将退火状态的模具钢冷挤压反印法 成形，再进行渗碳或碳氮共渗处理。
4．2 模具表面的化学热处理技术 化学热处理是指将钢件置于特定的活性介质中加 热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变 表层的化学成分、组织，使表层具有与心部不同的力 学性能或特殊的物理、化学性能的热处理工艺。化学 热处理的种类很多，一般都以渗入的元素来命名，常 用的化学热处理方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗／氮碳 共渗、渗硼、渗金属等。
4．2．1．4 CD渗碳 CD渗碳是20世纪80年代后期出现的渗碳方法。CD渗 碳法采用含有大量强碳化物形成元素（如Cr、Ti、Mo、V） 的模具钢在渗碳气氛中加热，在碳原子自表面向内部扩散 的同时，渗层中沉淀出大量弥散合金碳化物，弥散碳化物 含量达50％以上，呈细小均匀分布，淬火、回火后可获得 很高的硬度和耐磨性。 经CD渗碳的模具心部没有像Cr12型模具钢和高速钢中 出现粗大共晶碳化物和严重的碳化物偏析，因而其心部韧 性比Cr12MoV钢提高3～5倍。实践表明，CD渗碳模具的使 用寿命大大超过Cr12型冷作模具钢和高速钢。
表面化学热处理技术
化学热处理渗碳：为了获得高硬度、高耐磨的表面及强韧的心部，渗碳后必须进行淬火加低温回火处理。
按渗碳介质可分为：气体渗碳、液体渗碳、固体渗碳。
渗氮：①渗氮层具有高硬度、高耐磨性；②渗氮层比热容打，在钢件表面形成压应力层可显著提高耐疲劳性能，渗氮层的耐疲劳性优于渗碳层；③渗氮层表面有化学稳定性高的ε相，能显著提高耐腐蚀性。
渗氮能形成性能优越的渗氮层，但由于工艺时间太长，使得生产率太低，成本高，应尽量少采用。
渗氮一般用在强烈磨损、耐疲劳性要求非常高的零件，有的场合是除要求机械性能外还要求耐腐蚀的零件。
碳氮共渗（俗称“氰化”）：按工艺温度分：低温碳氮共渗（520-580℃），工艺温度低，共渗过程是以氮原子为主、碳原子为辅的渗入过程，俗称“软氮化”；中温碳氮共渗（780-880℃）；高温碳氮共渗（880-930℃）。
优点：①与渗碳相比处理温度低，渗后可直接淬火，工艺简单，晶粒不易长大，变形裂倾向小，能源消耗少，共渗层的疲劳性和抗回火稳定性好；②与渗氮相比，生产周期大大缩短，对材料适用广。
氮碳共渗：氮碳共渗起源于西德，是在液体渗氮基础上发展起来的。
早期氮碳共渗是在含氰化物的盐浴中进行的。
由于处理温度低，一般在500-600℃，过程以渗氮为主，渗碳为辅，所以又称为“软氮化”。
氮碳共渗工艺的优点如下：①氮碳共渗有优良的性能：渗层硬度高，碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达HV570-680；渗氮钢、高速钢、模具钢共渗后硬度可达HV850-1200；脆性低，有优良的耐磨性、耐疲劳性、抗咬合性和耐腐蚀性。
②工艺温度低，且不淬火，工件变形小。
③处理时间短，经济性好。
④设备简单，工艺易掌握。
存在问题是：渗层浅，承受重载荷零件不宜采用。
渗硼：渗硼是一种有效地表面硬化工艺。
将工件置于能产生活性硼的介质中，经过加热、保温，使硼原子渗入工件表面形成硼化物层的过程称为渗硼。
金属零件渗硼后，表面形成的硼化物（FeB、Fe2B、TiB2、ZrB2、VB2、CrB2）及碳化硼等化合物的硬度极高，热稳定性。
模具热处理pvd
模具热处理pvdPVD（Physical Vapor Deposition）是一种常用的模具热处理技术。
在模具制造过程中，通过PVD技术可以对模具表面进行镀膜，提高其硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
本文将从人类的视角出发，详细介绍模具热处理PVD技术的原理、应用以及优势。
一、PVD技术的原理PVD技术是一种将固态材料通过物理过程转变为蒸气态，再通过沉积在基材表面形成薄膜的方法。
这种技术主要通过两种方式实现：蒸发和溅射。
蒸发是将固态材料加热到一定温度，使其转变为蒸气态，然后沉积在模具表面形成薄膜。
溅射则是通过将固态材料置于高能离子轰击下，使其离子化并沉积在基材表面。
二、PVD技术的应用PVD技术在模具热处理中有着广泛的应用。
首先，它可以提高模具表面的硬度，增强其抗磨性和耐腐蚀性能，从而延长模具的使用寿命。
其次，PVD技术可以使模具表面形成均匀、致密的薄膜，提高模具的加工精度和表面质量。
此外，PVD技术还可以改善模具的润滑性能，减少摩擦损失，提高模具的工作效率。
三、PVD技术的优势相比其他模具热处理技术，PVD技术具有以下优势。
首先，PVD技术可以在低温下进行，避免了模具热处理过程中可能引起的变形和残余应力问题。
其次，PVD技术可以在模具表面形成具有良好附着力的薄膜，不易剥落和脱落。
此外，PVD技术还可以选择不同的材料进行镀膜，以满足不同模具的需求。
PVD技术在模具热处理中起着重要作用。
通过PVD技术可以提高模具的硬度和耐磨性，延长其使用寿命；可以提高模具的加工精度和表面质量，提高工作效率；还可以改善模具的润滑性能，减少摩擦损失。
随着科技的不断进步，PVD技术在模具热处理领域的应用前景将更加广阔。
期待未来PVD技术能够不断创新，为模具制造业带来更多的发展机遇和挑战。
模具表面处理技术PPT课件
要点二
等离子喷涂技术
通过等离子喷涂将金属或非金属粉末熔融并喷射到模具表 面，形成均匀、致密的涂层，提高表面耐久性和抗腐蚀性 。
智能化和自动化技术的应用
智能监控系统
利用传感器和监测技术实时监测模具表面处理过程，实 现自动化控制和处理。
自动化处理设备
开发自动化表面处理设备，减少人工干预，提高处理效 率和一致性。
耐久性。
提高产品质量和生产效率
提高产品精度和一致性
通过表面处理技术，可以改善模具表 面的粗糙度和形貌，减小产品尺寸和 形状的误差，提高产品的精度和一致 性，从而提高生产效率。
降低生产成本
通过表面处理技术，可以提高模具的 耐磨性和耐久性，减少维修和更换模 具的频率和成本，降低生产成本。
降低生产成本
04 模具表面处理技术的优势 与挑战
提高模具使用寿命
增强模具表面硬度和耐磨 性
通过表面处理技术，可以在模具表面形成一 层高硬度的硬化层，从而提高模具的耐磨性 和抗疲劳性能，延长模具的使用寿命。
降低摩擦系数
通过表面处理技术，可以在模具表面形成一 层低摩擦系数的涂层，减小模具与材料之间 的摩擦力，降低磨损和摩擦热，提高模具的
优化生产流程
通过表面处理技术，可以优化模具的 设计和制造流程，减少加工时间和成 本，提高生产效率。
降低能耗和资源消耗
一些表面处理技术可以降低模具的能 耗和资源消耗，例如离子注入和激光 熔覆等，从而降低生产成本。
技术更新换代快
技术发展迅速
随着科学技术的不断发展，模具 表面处理技术也在不断更新换代 ，新的技术和工艺不断涌现。
常用的五金模具表面处理技术包括喷涂、电镀和化学热处理等。这些技术可以提 高模具表面的硬度和耐久性，降低生产成本和提高产品质量。
第5章 模具钢料的热处理-模具表面处理技术
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本，成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果；模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性；◆提高表面的高温抗氧化性；◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能；减少冷却液的使用；◆提高模具质量，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间；◆大幅度降低生产成本与采购成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用；◆涂层磨损后，还退掉涂层后，再抛光模具表面，可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种，从表面处理的方式上，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术：一、物理表面处理法：表面淬火是表面热处理中最常用方法，是强化材料表面的重要手段，分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
模具表面处理技术
5、真空渗碳
真空渗碳炉是将工件放 置在真空炉内通过不断的向 炉内充入渗碳气氛，使碳原 子渗入工件表面。 与气体渗碳相比真空渗 碳温度高（约1100℃），渗 碳速度快，质量好。
二、渗氮
向工件表面渗入氮元素的工艺称为渗氮， 通常也称为氮化。 钢渗氮后可以获得比渗碳更高的表面硬度 和耐磨性，渗氮还可获得比渗碳更高的弯曲疲劳强 度。此外，由于渗氮温度较低(500一570℃之间)， 故变形很小．渗氮也可以提高工件的抗腐蚀性 能．但是渗氮工艺过程较长，渗层也较薄，不能承 受太大的接触应力。目前主要应用于压铸模、挤压 模、冷作模具等。
3、气体法渗金属
一般在密封的罐中进行，把坩埚加热至渗金 属温度，被渗金属的卤化物气体掠过工件表面时 发生置换、还原、热分解等反应，分解出的活性 金属原子渗入工件表面。 以气体渗铬为例，其过程是：把干燥氢气通 过浓盐酸得到HCl气体后引入渗铬罐，在罐的进气 口处放置铬铁粉。当HCl气体通过高温的铬铁粉时， 制得了氯化亚铬气体。当生成的氯化亚铬气体掠 过零件表面时，通过置换、还原、热分解等反应， 在零件表面沉积铬，从而获得渗铬层。
碳氮共渗的分类
（1）碳氮共渗 以渗碳为主，共渗温度
820-870℃，渗剂为煤油、苯、甲苯、丙酮等， 同时通入氨气，或使用尿素、甲酰胺等。材料 一般为中、低碳钢及合金钢。
以渗氮为主，共渗温度 550-570℃，渗剂为尿素、甲酰胺、三乙醇胺等。 材料不受限制。
碳氮共渗已应用于压铸模、挤压模、塑料 模等。
渗铬过程
2、液体法渗金属
分为两种，一种是盐浴法，一种是热浸法。 目前最常用的盐浴法渗金属是TD法。它是在熔融 的硼砂浴中加入被渗金属粉末，工件在盐浴中被加热， 同时还进行渗金属的过程。 以渗钒为例：把欲渗工件放人 (80—85％）硼砂 Na2B407（20～15)％钒铁粉盐浴中，在950℃保温3—5 小时，即可得到一定厚度(几个微米到20微米)的渗钒 层。
模具失效形式及表面热处理
冷作模具：冲裁模的失效形式有：不均匀磨损、凸模整体折断和凸凹模局部掉块。
拉伸模失效形式有磨粒磨损和黏着磨损。
冷镦模失效形式有模口胀大、棱角堆塌、腔壁胀裂。
冷挤模失效形式有塑性变形、磨损失效、凸模折断失效、疲劳断裂失效、纵向开裂失效。
热作模具：锤锻模失效形式有磨损失效、断裂失效、热疲劳开裂失效及塑性变形失效。
压力机锻模失效形式有脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效以及模具型腔的表面腐蚀失效。
热挤压模失效形式有早起断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效、模具型腔表面的氧化失效和磨损沟痕等。
热冲裁模失效形式有热磨损失效、崩刀失效、卷刀失效和断裂失效。
压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀磨损、粘模失效。
塑料模具失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳失效及热疲劳失效。
冷作模具的表面热处理:1.冲裁模的工作部位的表面处理工艺有氮碳共渗，TD法渗钒渗铌，CVD法沉积TiN或TiC，镀硬铬，化学镀镍磷合金，电火花熔渗等。
2.冷挤模常采用氮化渗碳，沉积氮化物或碳化物等表面强化技术。
3.拉伸模采用渗氮，氮碳共渗，渗硼，渗钒，镀硬铬，气相沉积TiC以及盐浴涂覆碳化物、碳化物于模具表面，通过渗硫提高模具抗咬合的能力。
4.冷镦模需要对模具进行使之整体强韧化的热处理，再对之进行表面强化处理，其常见的表面处理方法有氮碳共渗，气相沉积，TiN 等超硬化合物层，硼-硫复合渗等。
热作模具的表面处理：1.锤锻模对模具型腔表面进行渗氮、渗硼、氮碳硼三元共渗等表面强化处理。
2.压力机锻模及热挤压模常用的表面处理有渗氮、硫碳氮三元共渗、硼氮共渗。
3.热冲裁，模在模具刃口处用电焊条堆焊或用等离子喷焊一层高耐磨、高热强的钴基合金。
4.渗氮和氮碳共渗能提高模具的耐磨性、抗熔蚀性，及防止铝合金的粘模现象；渗铬、渗铝可提高模具的抗氧化性，尤其对高温工作的压铸模有利；磷化、镀铬也可提高抗氧化性，降低摩擦系数，防止粘模。
模具表面处理技术概述
任务6.3 其他表面(biǎomiàn)处理 技术
一、热喷涂
热喷涂技术具有(jùyǒu)如下特点：
1
方法(fāngfǎ)多样。
2
工件不受限制。
3
可喷涂材料极为广泛。
4
涂层广泛。
第三十一页，共48页。
任务6.3 其他表面处理(chǔlǐ)技术
一、热喷涂
热喷涂技术(jìshù)具有如下特点：
5
涂层厚度可以(kěyǐ)控制。
增大，使工件表面产生了残余压应力。
(3) 渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。
(4) 渗氮处理后，工件的变形很小，适合精密模具的表面强化。
第八页，共48页。
任务6.1 表面(biǎomiàn)化学热 处理技术
二、渗氮(氮化)
(一)气体(qìtǐ)渗氮
表6-2 部分模具钢的气体渗氮工艺(gōngyì)规范
第二十六页，共48页。
任务(rèn wu)6.2 涂 镀 技 术
四、热浸镀
根据 热浸 镀前 处理 的方 法不 同
溶剂(róngjì)法
保护(bǎohù)气法
第二十七页，共48页。
任务(rèn wu)6.2 涂 镀 技 术
四、热浸镀
热浸镀工艺分镀前表面处理、助镀处理、热浸 镀和镀后处理4个基本(jīběn)工艺阶段，主要 工艺流程为：预镀件碱洗→酸洗→水洗→稀盐 酸处理→水洗→溶剂处理→烘干→热浸镀→镀 后处理。其中，溶剂处理是该工艺的重要环节， 是提高镀层质量、防止漏镀的关键。
挤压模
提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性 挤压模、拉深模
降低表面粗糙度，提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性 挤压模、拉深模等
提高硬度、耐磨性、热硬性 提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性 提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
干 →除氢→ 入库。
常用的电镀方法
镀硬铬、硬镍是模具表面处理技术中的传统技 术，通过利用电化学的方法在模具工作面上沉积 薄层金属或合金的一种湿式镀覆。电镀操作温度 低，模具发生变形较小，模具本身的性能几乎不 受影响，镀层的摩擦系数低，显微硬度可达800 HV，可以大大提高模具的耐磨性。但是，镀层 的孔隙较大，耐腐蚀性能不高，不适用于耐腐蚀 性要求高的模具。同时，由于电镀具有尖端效应， 对于多孔、形状复杂的模具也不适用。
刷镀工艺简单，沉积速度快，操作方便，镀层质量和 性能较好。易于现场操作，不受模具大小和形状的限制， 用在报废模具和大模具的修复上经济效益明显。
电刷镀的原理
电刷镀的原理示意图
镀笔 镀笔是电刷镀的重要 工具，主要由阳极、绝缘手 柄和散热装置组成。
镀笔结构图
不同要大的镀槽设备。
渗钒层。
第二节模具表面的化学热处理技术
TD覆层的主要特点
（1）具有很高的表面硬度，可达HV2800～3200，远 高于氮化和镀硬铬等表面处理方法，因而具有极高的表面 耐磨、抗拉伤和耐腐蚀等性能。
（2）由于表面覆层是通过金属原子的扩散作用形成的， 因此覆层与基体具有冶金结合，结合力较镀硬铬、PVD或 PCVD的镀层高得多，这一点对于成形类模具的应用极其 重要。
第二节模具表面的化学热处理技术
如固体渗铬，渗剂为100～200目铬铁粉(含 Cr65％)(40—60)％+NH4Cl(12—3)％，其余 为Al2O3,
渗铬过程 当加热至1050℃的渗铬温度时，氯 化铵分解形成HCl，HCl与铬铁粉作用形成CrCl2， 在CrCl2迁移到工件表面时，分解出活性铬原子 [Cr]渗入工件表面。与此同时，氯与氢结合成 HCI，HCI再至铬铁粉表面形成CrCl2，并重复前 述过程而达到渗铬目的。
碳氮共渗已应用于压铸模、挤压模、塑料模等。
第二节模具表面的化学热处理技术
四、渗硼
渗硼是将钢的表面渗入硼元素以获得铁的硼化物的 热处理工艺方法。
通过渗硼能显著提高钢件表面硬度(l400— 2000HV)和耐磨性，以及具有良好的红硬性及耐蚀 性。
钢的表面渗入硼后，由于硼在α -Fe中的溶解度很 小，因此会形成硼化物Fe2B (硬度为l400— 1600HV) ，或FeB (硬度为l800—2000HV) 。 Fe2B脆性较小，一般呈梳齿状楔入基体；FeB脆性 较大，易剥落。
三、化学镀
化学镀是利用还原剂把电解质溶液中的金属离子 化学还原在呈活性催化的工件表面沉积出能与基体 表面牢固结合的涂镀层。化学镀不需外加电流。因 此，化学镀没有电镀中因为电力分布不均而造成的 深镀和分散能力差的问题。
化学镀对于形状复杂、多孔洞、有棱边夹角的模 具的处理最为有效，克服了电镀的缺点与不足。
第二节模具表面的化学热处理技术
3、气体法渗金属
一般在密封的罐中进行，把坩埚加热至渗金
属温度，被渗金属的卤化物气体掠过工件表面时
发生置换、还原、热分解等反应，分解出的活性
金属原子渗入工件表面。
以气体渗铬为例，其过程是：把干燥氢气通过 浓盐酸得到HCl气体后引入渗铬罐，在罐的进气口 处放置铬铁粉。当HCl气体通过高温的铬铁粉时， 制得了氯化亚铬气体。当生成的氯化亚铬气体掠 过零件表面时，通过置换、还原、热分解等反应， 在零件表面沉积铬，从而获得渗铬层。
第二节模具表面的化学热处理技术
2、盐浴渗硼
常用盐浴成分有下列三种： (1) 60％硼砂十40％碳化硼或硼铁；， (2) 50—60％硼砂+40—50％S1C； (3) 45％BaCI+45％NaCI+10％B4C或硼铁。
盐浴渗硼同样具有设备简单，渗层结构易于控制 等优点。但有盐浴流动性差，工件粘盐难以清理等缺 点。一般盐浴渗硼温度采用950—1000℃，渗硼时 间根据渗层深度要求而定，一般不超过6小时。因为 时间过长，不仅渗层增深缓慢，而且使渗硼层脆性增 加。
电刷镀的应用
电刷镀应用于热作模具，可提高模具寿命 50％－200％，主要原因是刷镀层有良好的红 硬性、耐磨性和抗氧化能力。
材料为3Cr2w8V的热冲模刷镀处理后表面 硬度达750 HV，模具寿命提高1－3倍。
电刷镀也可以大幅度提高冷作模具的寿命， 这是因为刷镀层有高的硬度和良好的抗粘着性 能。如连杆盖模3Cr2W8V经刷镀处理后提高 寿命54．5％。
化学镀可在工件表面形成单一金属层（如镀镍）、 合金镀层（如Ni-P化学镀）、复合镀层和非晶态镀 层等。
化学镀的应用
在汽车用铸模、铝模具上化学镀镍，不仅可 以提高脱模效果，还可使模具的使用寿命提高 50％以上 ，且零部件的光洁度高。
如用45钢加表面Ni-P化学镀代替不锈钢制 作塑料型材挤出模，不但降低模具制造成本， 而且可以提高模具寿命，由于镀层改善了脱模 性能，塑料成形周期缩短，型材表面质量显著 改善。
第二节模具表面的化学热处理技术
气体渗铬速度较快，但氢气容易爆炸，氯化氢具有 腐蚀性，故应注意安全。
渗金属法的进一步发展是多元共渗，即在金属表面 同时渗入两种或两种以上的金属元素，如铬铝共渗， 铝硅共渗等等。与此同时，还出现金属元素与非金属 元素的两种元素的共渗，如硼钒共渗，硼铝共渗等。 进行多元共渗的目的是兼取单一渗的长处，克服单一 渗的不足。例如硼钒共渗，可以兼取单一渗钒层的硬 度高、韧性好和单一渗硼层层深较厚的优点，克服了 渗钒层较薄及渗硼层较脆的缺点，获得了较好的综合 性能。
第二节模具表面的化学热处理技术
渗剂中各部分的作用
B4C为硼的来源，KBF4是催渗剂，SiC是填充 剂，Mn-Fe则起到使渗剂渗后松散而不结块的作 用。一般渗硼后冷至室温开箱时，渗剂松散，工 件表面无结垢等现象，无需特殊清理。由于固体 渗硼法无需特殊设备，操作简单，工件表面清洁， 已逐渐成为最有前途的渗硼方法。
钢件镀铬工艺流程
除蜡 → 热浸除油 → 电解除油 → 弱酸浸 蚀 → 镀铜 → 镀镍 → 镀铬。
镀铬的种类
装饰性镀铬、镀硬铬、松孔镀铬。
二、电刷镀
电刷镀是在导电工件（或模具）表面需要镀覆的表面 快速沉积金属层的工艺。
电刷镀又称为选择电镀、无槽镀、涂镀、笔镀、擦 镀等。 它是电镀的一种特殊方式，不用镀槽，只需在不 断供电解液的条件下，用一支镀笔在工件表面上进行擦 拭，即可获得电镀层。
第二节模具表面的化学热处理技术
2、液体法渗金属
分为两种，一种是盐浴法，一种是热浸法。
目前最常用的盐浴法渗金属是TD法。它是在熔融 的硼砂浴中加入被渗金属粉末，工件在盐浴中被加热， 同时还进行渗金属的过程。
以渗钒为例：把欲渗工件放人 (80—85)％ Na2B407＋20～15)％钒铁粉盐浴中，在950℃保温 3—5小时，即可得到一定厚度(几个微米到20微米)的
（2）由磨粒磨损、粘着磨损、摩擦氧化或其共同作用 而引起的工件尺寸超差等问题，如冲裁、冷镦、粉末冶 金等模具或其他零配件，通过TD覆层处理后，可提高 使用寿命数倍至数十倍。
第二节模具表面的化学热处理技术
TD法的应用
（1）汽车冲压件成形模具
在高强度钢板和厚料板的冲压成形过程中，未经过表面 处理的工件表面拉伤严重，有些甚至无法正常生产。经TD 覆层处理后，一方面根本上解决了工件表面的拉伤问题， 无须经常停机修磨模具，提高了生产效率，改善了产品的 外观。另一方面，模具寿命一般可以达数十万件，并能确 保冲压件尺寸的一致性，有效提升产品质量。
（3）TD覆层厚度可达4～20mm，覆层致密光滑。 （4）具有极高的耐腐蚀性能。 （5）可以实现重复处理。
第二节模具表面的化学热处理技术
缺点
是盐浴有比重偏析，必须在渗入过程中不断搅动盐 浴。另外，硼砂的PH值为9，有腐蚀作用，必须及时 清洗工件。
适用材料
只要材料含有一定量的碳元素，如含碳量大于 0.3%的各类钢铁材料、硬质合金等，都可以在工件表 面形成VC覆层。
第二节模具表面的化学热处理技术
几种化学热处理工艺的比较
处理方法 处理工艺 生产周期， 表层深度
硬度
耐磨性 疲劳强度 耐蚀性 热处理后变形
渗碳 渗碳+淬火+低温回
火 约3-9h 0.5-2
58-63
良好 较好 一般 较大
氮化
氮化
约20-50h 0.3-0.5 65-
70HRC(1000HV1100HV) 最好 最好 最好 最小
在生产应用中对模具表面性能要求是多元的，因 此单金属的镀层往往不能满足质量要求，这些促使 了复合镀技术的发展。现在复合镀技术的实施主要 借助于电镀、刷镀、化学镀。
渗硼方法
第二节模具表面的化学热处理技术
渗硼法有固体渗硼、液体渗硼及气体渗硼。但由 于气体渗硼采用乙硼烷或三氯化硼气体，前者不稳定易 爆炸，后者有毒，又容易分解，因此较少采用。现在生 产上采用的是粉末渗硼和盐浴渗硼。
1、固体渗硼法
目前最常用的是用下列配方的粉末渗硼法：5％ KBF4+5％B4C+90％SiC+Mn-Fe。把这些物质的粉 末和匀装入耐热钢板焊成的箱内，工件以一定的间隔 (20一30mm)埋入渗剂内，盖上箱盖，在900— 1000℃的温度保温1—5小时后，出炉随箱冷却即可。
2、工艺简单，操作方便，凡镀笔能触及到的地方均可电 镀，特别适用于不解体机件的现场维修和野外抢修。
3、镀层种类多，与基体材料的结合力强，力学性能好， 能保证满足各种维修性能的要求。
4、沉积速度快，生产效率高。
5、刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操作安全，对环境 污染小。
6、但电刷镀劳动强度大，阳极包缠材料消耗大。
碳氮共渗 碳氮共渗+淬火+低
温回火 约1-2h 0.2-0.5
58-63
良好 良好 较好 较小
第三节 模具表面的涂镀技术
一、电镀
电镀是指在直流电的作用下，电解液中的