化學複合鍍壓鑄模具是模（mó）具中的（de）一個大類。隨著我國汽車、摩托車工業的（de）迅（xùn）速發（fā）展，壓鑄行業迎來了（le）發展（zhǎn）的新時期。同時。也對壓鑄模具的綜合（hé）力學性能、壽命等提出了更高的要求。要滿足不斷提高的使用性能需求，僅僅（jǐn）依靠（kào）新型模具材料的應（yīng）用仍然很（hěn）難滿足，必（bì）須（xū）將各種表麵處理技術應（yīng）用到壓鑄（zhù）模具（jù）的表麵處理當中，才能達到對（duì）壓鑄模具高效率、高精度和高壽命的要求。

      在（zài）各種模（mó）具中，壓鑄模具的工作（zuò）條件（jiàn）是較為苛刻的。壓力鑄造是使熔融金屬在高壓、高速下充滿（mǎn）模具型腔而壓鑄成型，在工作（zuò）過程中反複與熾熱金（jīn）屬接觸，因此要求壓鑄（zhù）模具有較（jiào）高的耐熱疲勞、導熱性、耐（nài）磨性（xìng）、耐蝕性、衝擊韌性、紅硬性、良好（hǎo）的脫模性等口（kǒu）。因此，對壓鑄模具的（de）表麵處理技術要求較高。

      近（jìn）年來，各種壓鑄模具表麵處理新技術不斷湧現，但總的來說可以（yǐ）分為以下三個大類：

      (1)傳統熱處理工藝的改進技術；

      (2)表（biǎo）麵改（gǎi）性技術，包括表麵熱擴滲處理（lǐ）、表麵相變（biàn）強化、電火花強化技術等；

      (3)塗鍍技術，包括化學鍍等。

      1傳統熱處（chù）理工（gōng）藝的改進技術

      傳統的壓鑄模具熱處理工藝是淬火一回火，以後又發展了表麵處理技術。由於可作為（wéi）壓鑄模具的材料多種多樣，同樣的表麵處（chù）理技術和工藝應用在不同的材料上會（huì）產生不同的效果。史可夫最近提出（chū）針對模具基材和（hé）表麵處理（lǐ）技術的基材預處理技術。在傳統工（gōng）藝的基礎上，對不同的模具（jù）材料提出適合的加工工藝，從而改善模具性能，提高模具壽命。

      2表麵改性技術

      2．1表麵熱擴滲技術

      這（zhè）一類（lèi）型中包括有滲碳、滲氮、滲硼以及碳氮（dàn）共滲、硫碳氮共滲等。

      2．1．1滲碳和碳氮共滲

      滲（shèn）碳工藝（yì）應用於冷、熱作和塑料模具表麵強化中，都能提高（gāo）模具壽命。如3cr2w8v鋼製的壓鑄（zhù）模具，先滲碳、再經1140～1150℃淬火，550℃回火兩次，表麵硬度可達HRc 56～61．使壓鑄有（yǒu）色金屬及其合金的（de）模具壽命（mìng）提高1．8～3．0倍。

      進（jìn）行滲碳處（chù）理時，主要的工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲（shèn）碳和在滲碳氣氛中加入氮（dàn）元素形成的碳氮共滲等。其中，真空滲碳和離子滲碳則是近20年來發展起來的技術，該技術（shù）具有滲速（sù）快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形小等特點。將會在模具表麵尤其是精密模具（jù）表麵處理（lǐ）中發揮越來越重要的作用。

      2．1．2滲氮（dàn）及（jí）有關的低溫熱擴滲技術

      這一類型中包（bāo）括滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫氮共滲以及硫碳氮、氧氮硫三元共滲（shèn）等方法。這些方法處理工藝（yì）簡便、適應性強、擴滲（shèn）溫度較低(一般（bān）為（wéi）480～600℃)、工件變形小，尤其適應精密模具（jù）的（de）表麵強化，而且氮化層硬度高、耐磨性好（hǎo），有較好的抗粘模性能。

      3cr2w8v鋼壓鑄模具，經調質、520～540℃氮（dàn）化後，使用壽命較不氮（dàn）化的模具提高2～3倍。美國用H13鋼製作的壓鑄模具．不少（shǎo）都要（yào）進行氮化（huà）處理，且以滲氮代替一次回火，表麵硬（yìng）度高達HRc 65～70，而模具心部硬度較低、韌（rèn）性好，從而獲得優良的（de）綜合（hé）力學性能。

      氮化工藝是壓鑄模具表麵處理常用的工藝，但當氮化層出現薄而脆的白亮層時，無法抵抗交變熱應力（lì）的作用，極（jí）易產生微（wēi）裂（liè）紋（wén），降低（dī）熱疲勞抗力。因此．在（zài）氮化過程中，要嚴格（gé）控製（zhì）工藝，避免脆性層的產生。最近，國外提（tí）出采用二次和多次（cì）滲氮工藝。采用（yòng）反複滲氮的辦法可以分解（jiě）容易在（zài）服役過程中產生微裂紋的氮化物白亮層，增加滲氮層厚度，並同時使模具表麵存在很厚的（de）殘餘（yú）應力層，使模具的壽（shòu）命得以明顯提高。

      此外還有采用鹽浴碳氮（dàn）共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方法。這些工藝在國外應用（yòng）較為廣（guǎng）泛，在國內（nèi）較少見。如（rú）TFI+ABI工藝，是在鹽浴氮碳共滲後再於堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表麵發生氧化，呈黑色，其耐磨性、耐蝕性、耐熱性均得到（dào）了改善。經此方法處理的鋁合金壓（yā）鑄（zhù）模（mó）具壽命提高數百小時。再如法國（guó）開（kāi）發的硫氮碳共滲後進（jìn）行氮化處理的oxynit工藝，應用於有色（sè）金屬壓鑄模具則更具特點。

      2．1．3滲硼

      由於滲硼（péng）層的（de）高硬度(FeB：Hvl800～2300、F日B：Hvl300～1500)、耐磨性和紅硬性，以及一定的（de）耐蝕性和抗粘著性，滲硼技術在模具工業（yè）中獲得較好的應用效果。但因壓鑄模具（jù）工作條件十分苛刻，故滲硼工藝較（jiào）少應用於（yú）壓鑄模具表麵處（chù）理中，但近年來（lái），出現了改進的滲硼方法，解決了上述問題，而得以應用於壓鑄（zhù）模具的表麵（miàn）處理，如多（duō）元滲、塗劑粉末滲硼等。

      塗劑粉末（mò）滲硼的方法（fǎ）是將硼化合物和其他滲劑混合後塗覆在壓鑄模具表麵，待液體揮發後，再（zài）按照一（yī）般粉末滲硼的方法裝（zhuāng）箱密封，920℃加熱並保溫8h，隨之空冷。這種方法（fǎ）可（kě）以獲得致密、均勻的滲層，模（mó）具表麵滲（shèn）層硬度、耐磨性和彎曲（qǔ）強度都得到提高．模具使用壽（shòu）命平均提高（gāo）2倍以上。

      2．1．4稀土表麵強化

      近年來（lái）．在模（mó）具表（biǎo）麵強化中采用加入（rù）稀土元素的方法得到廣泛（fàn）推崇（chóng）。這是因為稀土元素具有提高滲速、強化（huà）表麵及淨化表麵等多種功能，它對改善模具（jù）表麵（miàn）組織結構，表麵物理、化學及力學性能均有極大地影響，可提高滲速、強（qiáng）化表麵、生成稀土化合（hé）物。同時可消除分布在晶界上（shàng）微量雜質的有害作用，起著強化和穩定模具型腔表麵晶界的作用。另外，稀土元素與鋼中的有害元素發生作用，生成高熔點（diǎn）化合物，又可抑製這些有害元素在晶界上偏聚，從而（ér）降低深層的脆性等。

      在壓鑄模具表麵強化處理工藝（yì）中加入稀土（tǔ）元素成分，能夠明顯提高各種滲入法的滲層厚（hòu）度、提高表麵硬度，同時使得滲層組（zǔ）織細小彌散、硬度梯度下降，從而使得模具（jù）的耐磨性、抗冷、熱疲勞性能等顯著提高，從而大幅度（dù）提高模具壽命。

      目（mù）前應用（yòng）於壓鑄模具型腔表麵的處理方法有（yǒu）：稀土碳共滲、稀土碳氮共滲、稀土硼共滲、稀土（tǔ）硼鋁共滲、稀土軟氮化、稀土硫氮碳共滲等。

      2．2激光表麵處（chù）理

      激光表麵處理是使用激光束進行加熱，使工件表麵迅速熔化一（yī）定深度（dù）的薄層，同時采用真空蒸鍍、電鍍、離子注A等方法把合金元素塗（tú）覆於工件表麵，在激光照射下使其與基體金屬充分融合，冷凝後在模具表麵獲得厚度為10～1000um具有特殊性能的合金層（céng），冷卻（què）速度相當於激冷淬（cuì）火。

      如在H13鋼表麵采用激光快速熔融工藝進行處理，熔區具有較（jiào）高的硬度和良好（hǎo）的熱穩定性，抗塑性變形能力高，對疲勞裂（liè）紋的萌生和擴展（zhǎn）有明顯的抑製作用。最近，薩哈和達霍特若采（cǎi）用在（zài）H13基（jī）材萬方數據上進行激光熔覆vc層的方法，研究表明．獲得的模（mó）具（jù）表麵實質是連續、致密無孔的vo鋼複合覆層，它不僅有很強（qiáng）的在600℃下的氧化抗力，而且有很強的抗熔融金屬還原（yuán）的能力（lì）。

      2．3電火花沉積金屬陶瓷工藝

      在表（biǎo）麵（miàn）改性（xìng）技術的不斷發展中，出現了一種電火花沉積工藝。該工藝在電場作用下，在母材表麵產生瞬間高溫、高壓（yā）區，同時滲入離子態的金（jīn）屬陶瓷材料，形成表麵的冶金結合，而母材表（biǎo）麵也同時發生（shēng）瞬（shùn）間相變，形成馬氏體（tǐ）和微細奧氏體組織。

      這種（zhǒng）工藝不同於焊接，也不（bú）同於噴鍍或者元素滲入，應該是介於兩者之間的一種工藝。它很好地利用了（le）金屬陶瓷材料的高耐（nài）磨、耐高溫、耐腐蝕的特性，而且工藝簡單，成本較低廉。是（shì）壓（yā）鑄模（mó）具表麵處理的一條（tiáo）新（xīn）路。

      3塗鍍技術

      塗鍍技術作（zuò）為模具強化技術的一種，主（zhǔ）要應用在塑料模、玻璃模、橡膠模、衝壓模等工作環境相對簡單的模具表麵處理。壓鑄模具需要（yào）承受冷熱應力交替的苛刻（kè）環境，所以一般不（bú）使用（yòng）塗鍍技術來強化壓鑄模具表麵。但近年來．有報道采用化學複合鍍的方法強化壓（yā）鑄模（mó）具表麵（miàn），以提高模具表麵抗粘著性、脫模性。

      該方法在鋁基壓（yā）鑄模具上將聚四氟乙烯微粒浸潤後進行(Ni—P)一聚四氟（fú）乙烯複合鍍。實驗證明，此（cǐ）方（fāng）法在（zài）工藝（yì）上和性能上（shàng）均為可行，大大降（jiàng）低了模具表麵的摩擦係數。

      4結語

      模具壓力（lì）加工（gōng）是機械製（zhì）造的重（chóng）要組成部分，而模具的水平、質量和壽命則與模（mó）具表麵強（qiáng）化技術休（xiū）戚相關（guān）。隨著科學技術的（de）進步，近年（nián）來各種模具表麵處理（lǐ）技術（shù）出（chū）現較大的進展。表現在：①傳統（tǒng）的熱處理工藝（yì）的改進及其與其他新（xīn）工藝的結合；②表（biǎo）麵改性技術，包括滲（shèn）碳、低溫熱擴滲（shèn）(各種滲氮、碳氮共滲、離（lí）子氮化、三元共滲等（děng）)、鹽浴熱擴滲、滲硼、稀土表麵強化、激光表麵處理和（hé）電火花（huā）沉積（jī）金屑陶瓷等；③塗鍍技術等方麵。但對於（yú）工作條件極為苛刻的（de）壓鑄模具而（ér）言，現（xiàn）有新的表麵處理工（gōng）藝還無法滿足不（bú）斷增長的要求，可以預計更為先進的技術，也有望應用於壓鑄模具的表麵處理。鑒於表麵處理是提高壓鑄（zhù）模具壽命的重要手段之一，因此要提高我國壓鑄模具生產整體（tǐ）水平，表麵處理技術將起著舉足輕重的作用。