模具各种表面涂层处理方式详解
压铸模的表面处理
三、压铸模的表面处理。
有扩散处理、涂层、氮化+涂层等几种方法。
扩散处理法虽有各种商品名称，主要是N、C、S、0单独或复合扩散的氮化、软氮化、浸硫氮化、氧化、氮化+氧化处理等，有代表性的氮化处理时，形成化合物层(白层)其耐熔损性、耐过烧性、耐粘着性好，而耐裂性差。
反之，无化合物层仅形成扩散层则耐热裂性好，而耐熔损性、耐过烧性、耐粘着性则差。
最近扩散处理趋向，氧化处理或氮化+氧化复合处理为主流，适用于压铸模具的各种表面处理方法：涂层有PVD法、CVD法和TD工艺方法。
由硬质皮膜被覆法形成的陶磁涂层膜，有优良的耐溶损性、耐过烧性、耐粘着性，但耐热裂则很少有改善。
这样的硬质皮膜被覆法中CVD法和TD工艺方法在膜的密着上更好，但在处理上要1000度高温模具容易产生变形和变寸。
PVD法由于是低温处理可抑止模具变形变寸，但在膜的密着性上比CVD法要差。
氮化+涂层，其代表性方法是氮化+PVD法。
在氮化炉中仅形成氮化的扩散层，取出后在另外的PVD装置中进行模具各种涂层的方式。
这样的氮化+PVD其最表层膜具有耐溶损性、耐过烧性、耐粘着性，氮扩散层则具有耐热裂性。
但PVD法形成的膜在适用于复杂形状的模具时有一定范围的界限。
(氮化+氧化)复合处理。
压铸模具的表面处理在世界范围的倾向，由过去的氮化、浸硫氮化处理向应用氧化处理发展。
由于与氮化处理形成的铁的氮化物相比，高温稳定性高的铁的氧化物，应用于压铸模更能发挥其在溶损、过烧、粘着方面的效果。
(氮化+氧化)复合处理可在一个装置中连续处理，时间可大幅度缩短。
另外，在可控气氛中处理可形成没有氮化扩散层的化合物层的连续氧化处理，可以提高耐溶损性、耐过烧性、耐粘着性和耐热裂性。
等离子CVD法(PCVD)。
原料全用的是气体，由于是等离子化学反应形成的膜，是低温的密着性和致密性优良的皮膜，可以很好的覆盖复杂的产品。
另外，PCVD法可不破损真空一次工程在一个装置内将氮化等的扩散硬化处理+硬质皮膜的所谓复合处理简单的作成。
模具表面处理
表面处理方法TD处理1、技术简介热扩散法碳化物覆层处理（Thermal Diffusion Carbide Coating Process）,简称TD覆层处理，是一种通过高温扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层，其结构如上图所示。
该覆层具有极高的硬度，HV可达3200左右，且与母体材料冶金结合。
实践证明，这种覆层具有极高的耐磨，抗咬合，耐蚀等性能，可提高工件寿命数倍至数十倍，具有极高的使用价值。
2、采用TD覆层处理的主要效益1．大幅度提高工模具或工件的使用寿命，节省生产成本或运行成本。
2．大幅度改善产品外观，提高产品尺寸的均一性，提升产品质量。
3．大幅度节省维修时间和劳动强度，并减少因维修停机所带来的损失。
4．摩擦系数降低，抗咬合性能大幅度提高，无须润滑或减少润滑或无须采用高级润滑产品。
3 、与相关技术的比较通过在工件表面形成一层高硬度的耐磨材料是提高工件耐磨，抗咬合，耐蚀等性能，从而提高其使用寿命的有效而又经济的方法，TD覆层处理技术以碳化钒覆层为例，其表面硬度可达HV3200左右，较传统的表面处理方法如渗碳HV~900；渗氮HV~1200；镀硬铬HV~1000；甚至渗硼HV 1200~1800等表面处理的硬度高得多，因此具有远优于这些表面处理方法的耐磨性能。
物理气相沉积（PVD），物理化学气相沉积（PCVD），化学气相沉积（CVD）,TD覆层处理是现代的几种表面超硬化处理方法，其中PVD，PCVD 工艺温度低,变形较小,所形成的氮化钛覆层HV可达2000左右,但由于这两种方法形成的氮化钛涂层与母体材料的结合力较差,实际应用中,容易出现涂层的剥落,在使用条件较为苛刻的场合,如引伸类模具;根本就无法达到满意的使用效果,甚至根本无效果.因此PVD,PCVD往往难以发挥超硬化合物覆层的性能优势.高温CVD法形成的碳化钛覆层与TD覆层处理获得的表面覆层硬度接近,并且高温CVD法和TD覆层处理的覆层与基体都是冶金结合,具有PVD 和PCVD无法比拟的膜基结合力,因此是目前最有效的表面超硬化方法.相比而言,CVD覆层的运行成本较高,后续处理也比较麻烦,其应用主要集中在硬质合金工件上.而TD覆层处理由于后续处理比较方便,因此既可以用于钢铁材料,也可以用于硬质合金.此外,TD覆层处理技术在无须褪去原先覆层的情况下,可以进行多次重复处理.4、应用范围TD覆层处理可广泛应用于由于各类磨损所引起的模具与工件或工件与工件之间的拉伤或磨损超差的问题.其中因咬合或粘结而引起的拉伤或拉毛问题,TD覆层处理是目前世界上最好的解决方法之一.因磨损而引起的工件尺寸超差等问题,通过TD覆层处理后,提高使用寿命上十倍是很正常的.所处理工件的材料,含碳量大于0.3%的各类钢铁材料,硬质合金等.一般推荐各类中高合金工模具钢.二、表面渗碳处理渗碳硬化乃表面硬化法之一种，属于化学表面硬化法。
模具各种表面涂层处理方式详解
模具的各种表面处理方式比较表
No.
项目
CVD
TD
镀硬铬
渗体氮化
1
处理方法
物理气相沉积
化学气相沉积
熔融盐热扩散
电镀
软氮化
2
应用领域
刀具、模具、零件、装饰品等
刀具、模具
大型五金冲压模具
零件
模具
3
皮膜材料
TiN、TiCN、CrN、TiALN等
TiN、TiC、AL2O3等
VC、CrC等
Cr/Cu
Fe-N
4
皮膜硬度（HV）
一般不要
抛光、精度修磨等
17
对环境的危害性
无
模具表面涂层处理的6种方式
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。
模具涂层TD技术
TD技术简介
除了SKD11适合做td之外，CrWMn，Cr12，Cr12MoV，SKD1，SKD11，DC53，DC54都非常适合做td。
一、TD技术原理
TD模具表面超硬化处理技术：采用金属碳化物扩散覆层TD （ThermalDiffusionCoatingProcess）原理，是在一定的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件表面而形成一层几微米至二十余微米的钒、铌、铬、钛、铱、钽等金属碳化层。
二、技术特点
（一）、金属、模具、机械、汽车、钢管、标准件、电子、金属加工等行业；
（二）、与基体冶金结合，表现出最优异的抗剥离性；
（三）、可重复处理；
（四）、不论工件形状如何，都能形成均匀的被覆层，处理过程中模具变形小；
（五）、工件被覆后的表面粗糙度在Ra0.4之内与处理前大致相同，处理后可直接使用。
三、主要技术指标
表面硬度／HV2600～3600HV
基体硬度／HRC58～63HRC
（基体硬度可根据用户对模具（工件）韧性的要求进行可控处理）
光洁度Ra0.2之内与处理前无变化
碳化层厚度／μm6～15μm
四、TD最直接的应用
（一）、所有以磨损失效的冷作模具、标件：冲压、挤压、拉拔、冷镦工艺中的模具，如汽车覆盖件，各类成形、整形、翻边、翻孔、引伸类模具。
（二）、专业领域的使用：标准件、机械部件、石化、钢铁、机械、航空航天、金属加工等行业对一些既要求高耐磨又要求高韧性的特殊零部件。
（三）、部分领域取代硬质合金：
1、硬质合金韧性差；
2、硬质合金加工难度大、成本高、周期长。
模具表面处理
模具表面处理
目的：通过强化模膛工作表面来提高锻模的寿命。
表面处理工艺如下：1．氮化模具经氮化处理后，可在模膛表面上形成一层硬度高、耐磨损、同时又不易和变形金属粘结的氮化层。
它可提高锻模寿命25%。
2．渗硼渗硼的模具有一层坚硬的硼化层。
它除了特别耐磨外，还有较好的耐蚀性和耐热性。
硼化层的厚度通常在0.05至0.35mm的范围内，当钢中的碳和合金元素含量较高时，宜取下限。
3．喷丸处理通过喷丸处理使模膛表面产生一层硬化层，以提高耐磨性。
4．在模膛表面复盖硬质合金保护层在模膛表面熔焊一层硬质合金，以提高其耐磨性和热稳定性。
模具td处理
模具td处理
模具TD处理是一种常见的表面处理方法，主要用于提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
该处理方法的原理是在模具表面形成一层硬度高、耐磨
性好、抗腐蚀能力强的氮化层，从而延长模具使用寿命，提高生产效率。
模具TD处理的工艺流程主要包括清洗、预热、氮化和冷却四个步骤。
首先需要将模具表面清洗干净，去除表面油污和杂质。
然后进行预热
处理，使模具温度达到氮化温度范围内。
接着进行氮化处理，将模具
放入氮化炉中，在高温下与氨气反应形成氮化层。
最后进行冷却处理，使模具表面温度降至室温以下，完成整个TD处理过程。
与传统的硬化和镀铬等表面处理方法相比，模具TD处理有以下优点：首先是硬度高、耐磨性好。
由于形成了坚硬的氮化层，使得模具表面
不易受到划伤和损坏，并且可以承受较大的摩擦力和压力。
其次是抗
腐蚀能力强。
氮化层具有很好的耐腐蚀性，可以在恶劣环境下使用，
不易生锈和变形。
此外，模具TD处理还可以提高模具表面的光洁度和精度，使得模具制品更加精细和美观。
然而，模具TD处理也存在一些缺点。
首先是成本较高。
相比传统的表面处理方法，模具TD处理需要较高的设备投资和操作成本，因此价格
较贵。
其次是工艺复杂。
整个处理过程需要严格控制温度、气氛、时间等多个因素，操作难度较大。
总之，模具TD处理是一种常见的表面处理方法，在提高模具耐磨性和耐腐蚀性方面有着显著的效果。
尽管存在一些缺点，但仍然被广泛应用于各种领域中，并且随着技术的不断发展和改进，其性能和成本也将逐渐得到优化和提升。
模具表面处理
目
录
一﹑模具常規热处理 二﹑模具強韌化处理 三﹑模具化学热处理 四﹑其它表面強化技朮 五﹑真空镀硬质涂层 真空镀硬质涂层
前
言
模具是機械工業重要的基礎工藝裝備. 模具是機械工業重要的基礎工藝裝備. 模具成形具 有效率高﹑質量好﹑節約原材料﹑降低成本等優點. 有效率高﹑質量好﹑節約原材料﹑降低成本等優點. 模具的服役条件是选择模具材料及热处理的依据. 模具的服役条件是选择模具材料及热处理的依据. 影响模具失效的因素包括模具结构﹑模具材料﹑ 影响模具失效的因素包括模具结构﹑模具材料﹑热处理 及加工工艺等. 及加工工艺等. 主要用于金屬或非金屬冷態成形,承受拉伸﹑ 冷作模具主要用于金屬或非金屬冷態成形,承受拉伸﹑彎 壓縮﹑沖擊﹑疲勞等不同應力作用, 曲﹑壓縮﹑沖擊﹑疲勞等不同應力作用,而用于金屬冷 冷镦﹑冷拉伸的模具还要承受300℃ 300℃左右的交變溫 挤﹑冷镦﹑冷拉伸的模具还要承受300℃左右的交變溫 度作用. 度作用. 薄板冲压模主要失效形式是磨损,所以模具用钢要求 薄板冲压模主要失效形式是磨损, 主要失效形式是磨损 Cr4 MoV(120) CrNiSiMnMoV(GD) 具有高的耐磨性.Cr4W2MoV(120)﹑6CrNiSiMnMoV(GD)﹑
淬火后必须回火. 淬火后必须回火.
回火: 回火:
将淬火钢重新加热到A1点以下的预热温度, 将淬火钢重新加热到A1点以下的预热温度,保温预 A1点以下的预热温度 定时间,然后冷却下来.以消除含碳过饱和之马氏体、 定时间,然后冷却下来.以消除含碳过饱和之马氏体、 过冷残余奥氏体以及高密度位错、 过冷残余奥氏体以及高密度位错、大量相界面等晶体 缺陷、淬火应力等不稳定因素. 缺陷、淬火应力等不稳定因素. •低温回火: (150~200℃),得到回火马氏体组织,硬而耐 低温回火: (150~200℃),得到回火马氏体组织 得到回火马氏体组织, 低温回火 强度高,耐疲劳.多用于刃具, 冷冲模具等. 磨,强度高,耐疲劳.多用于刃具,量,冷冲模具等. •中温回火: (400~500℃),得到回火屈氏体组织,弹性好, 中温回火: (400~500℃),得到回火屈氏体组织 弹性好, 得到回火屈氏体组织, 中温回火 用于弹簧处理. 用于弹簧处理. •高温回火: (500~650℃),得到回火索氏体组织,强度和 高温回火: (500~650℃),得到回火索氏体组织 得到回火索氏体组织, 高温回火 韧性综合性能高. 用于轴类,连杆,连接件. 韧性综合性能高. 用于轴类,连杆,连接件.高温软化 回火,回火温度低于A1(20~24℃),得到回火珠光体组织, A1(20~24℃),得到回火珠光体组织 回火,回火温度低于A1(20~24℃),得到回火珠光体组织, 工艺性能好. 工艺性能好.
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模具的各种表面处理方式比较表
No. 项目PVD CVD TD镀硬铬渗体氮化
1处理方法物理气相沉积化学气相沉积熔融盐热扩散电镀软氮化
2应用领域刀具、模具、零件、装饰品等刀具、模具大型五金冲压模具零件模具
3皮膜材料TiN、TiCN、CrN、TiALN等TiN、TiC、AL2O3等VC、CrC等Cr/Cu Fe-N
4皮膜硬度（ HV ）2000~45002300~38002500 ~3300900~1000900~1100
5膜厚（μm ）1~53~155~2020~5050~200
6与基材结合力良好良好良好差（渗入基体）7耐磨耗性良好良好良好差差
8皮膜颗粒大小极小小粗大粗大/
9表面光滑度可达光学镜面一般差较好差
10防粘黏能力优良好差良好差
11耐热性优一般差一般良好
12耐酸碱性优一般一般良好良好
13处理温度（℃ ）200~500700~1000900~110050~80500~700
14基材形变趋势无严重严重无轻微
15适和的处理材料钢、硬质合金、铜、铝等钢材、硬质合金Cr12、Cr12MoV多种钢材
16后处理方式不需要一般不要抛光、精度修磨等一般不要抛光、精度修磨等17对环境的危害性无轻微无严重无PVD（物理气相沉积）以其各方面优异性能，越来越多的被应用到各个领域。