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。

- H. E; A2 k7 s9 k

　　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。

4 a7 e. Q' s( a % h" V* Q# i6 d3 h% B4 T6 I

　　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 B- ~9 [, n% V! B' \; w% R

　　5渗硼和渗金属

0 O' C6 n/ E1 r S9 W+ E. Z 9 x0 B5 E9 q- a; B8 d& C" j4 K

　　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。

, S: j8 Y" ^( |2 a( G4 \

　　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。

9 K; K2 j$ M" P" u0 m x7 M

　　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。

+ {: l; j6 `' ^, V' P" U

　　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。

　　6气相沉积

2 p9 C' b5 S2 Q* ]" k, ?: }7 V2 f 9 j. n* |5 U2 d( g+ U; H8 O

　　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)。

# z: ~; g( h6 ?7 r/ v* E

　　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。

- v( v4 Q4 o1 Z6 a) ? z0 J+ L0 Y3 { / M" J* N) ?( K9 b6 k2 p) O

　　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。

. }2 O+ p- o' Q2 N' _% @4 M

　　7高能束热处理

* i0 [. g, T$ y3 m ; n9 D& [8 X% |9 H% d

　　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。

- L$ y. d2 y( Q( N! A2 p2 L! t% P

　　展望和建议

) `9 s5 w/ X. `+ r6 _/ h6 T% Q