我国模具材料与模具热处理的研究进展（六）

HEATS

　　渗氮工艺目前多采用离子渗氮、高频渗氮等工艺。离子渗氮可以缩短渗氮时间，并可获得高质量的渗层。离子渗氮可以提高压铸模的抗蚀性、耐磨性、抗热疲劳性和抗粘附性能。

( p) v5 F# W1 S. v" I " L) ?# q) G6 W# w$ x# |$ d1 `

　　氮碳共渗可在气体介质或液体介质中进行，渗层脆性小，共渗时间比渗氮时间大为缩短。压铸模、热挤压模经氮碳共渗后可显著提高其热疲劳性能。氮碳共渗对冷镦模、冷挤压模、冷冲模、拉伸模等均有很好的应用效果。

6 e; e7 i/ Y7 V" {) U/ V# g- h / h( s% H. i2 V, R' ^) r

　　冷作模具和热作模具还可以进行硫氮或硫氮碳共渗。近年许多研究工作都表明稀土有明显的催渗效果，从而发展了稀土氮共渗、稀土氮碳共渗等新工艺。

　　5渗硼和渗金属

, n, ]' d( i/ l: v* x

　　渗硼可以是固体渗硼、液体渗硼和膏剂渗硼等，应用最多的是固体渗硼，市场上已有固体渗硼剂供应。固体渗硼后，表层的硬度高达1400`2800HV，耐磨性高，耐腐蚀性和抗氧化性能都较好。

; v* o9 F3 i* a5 Z0 @+ \9 y3 [ . K* J, p6 r+ {5 { C

　　渗硼工艺常用于各种冷作模具上，由于耐磨性的提高，模具寿命可提高数倍或十余倍。采用中碳钢渗硼有时可取代高合金钢制作模具。渗硼也可应用于热作模具，如热挤压模等。

　　渗硼层较脆，扩散层比较薄，对渗层的支撑力弱，为此，可采用硼氮共渗或硼碳氮共渗，以加强过渡区，使其硬度变化平缓。为改善渗硼层脆性，可采用硼钒、硼铝共渗。

　　渗金属包括渗铬、渗钒、渗钛等工艺均可用于处理冷作和热作模具，其中TD法(熔盐渗金属)已得到一些应用，可使模具寿命提高几倍乃至十几倍。

7 [0 v- d0 S) `5 C9 T

　　6气相沉积

0 P+ x4 b4 P* P # O. k1 B [+ u9 a6 Z7 H0 A

　　气相沉积按形成的基本原理，分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。

4 A4 g( Q' |; P9 F( n' `, P9 K6 @& h6 l

　　PVD分为真空蒸镀、溅射镀和离子镀。离子镀是蒸镀和溅射镀相结合的技术，离子镀膜具有粘着力强、均镀能力好、被镀基体材料和镀层材料可以广泛搭配等优点，因而获得较广泛的应用。近年来多弧离子镀受到人们的重视。目前在模具上应用较多的是离子镀TiN，这种膜不仅硬度高而且膜的韧性好、结合力强、耐高温。在TiN基础上发展起来的多元膜，如(TiAl)N、(TiCr)N等，性能优于TiN，是一类更有前途的新型薄膜。

4 U. I5 A" q! Y4 _ * R2 E. L' u$ `4 D) j. |

　　CVD是用化学方法使反应气体在基础材料表面发生化学反应形成覆盖层(TiC、TiN)的方法。CVD有多种方法。通常，CVD的反应温度在900℃以上，覆层硬度达到2000HV以上，但高的温度容易使工件变形，沉积层界面易发生反应。发展趋势是降低温度，开发新的涂层成分。例如，金属有机化合物CVD(MOCVD)，激光CVD(LCVD)，等离子CVD(PCVD)等。

% Z3 n3 W$ q/ g1 t

　　7高能束热处理

　　高能束热处理的热源通常是指激光、电子束、离子束等。它们共同的特征是：供给材料表面功率密度至少103W/㎝2。它们的共同特点是：加热速度快，加热面积可根据需要选择，工件变形小，不需要冷却介质，处理环境清洁，可控性能好，便于实现自动化处理。国内外对高能束热处理的原理、工艺等均投入较多的研究，比较成熟的是激光相变硬化、小尺寸电子束处理和中等功率的离子注入，并在提高模具寿命方面获得了应用。

+ s; T5 H! G2 K( ]0 s7 u% x: d

　　展望和建议

, w( W) ?, e7 p1 f' m# d7 h % {) \# d0 D/ D7 B | ( ^" H( X- X7 n& F