化學複合鍍壓（yā）鑄（zhù）模具是模（mó）具中的一個大類。隨著我國汽車、摩托車（chē）工業的迅速發展，壓鑄行業迎來（lái）了發展的新時期。同時。也對壓鑄模具的綜合力學性能、壽（shòu）命等提出了更高的要求。要滿足不斷提高的使用性能需求（qiú），僅僅依靠新型模具材料的應用仍然（rán）很難滿足，必須將（jiāng）各種表麵處理技（jì）術應用到壓鑄模具的表麵（miàn）處理當中（zhōng），才能達到對壓鑄模具高效率、高精度和（hé）高壽命的要求。

      在（zài）各（gè）種模具中，壓鑄模具的工作條件是較為苛刻的（de）。壓力鑄造是使熔融金屬在高壓、高速（sù）下充滿模具（jù）型腔而壓鑄成型，在工作過（guò）程中反複與熾熱金屬接觸，因此要（yào）求壓鑄模具有較高的耐熱疲勞、導（dǎo）熱性、耐磨性、耐蝕性、衝擊韌性、紅硬性、良好的脫模性等口。因此，對壓鑄模具（jù）的表麵處理技術要（yào）求較高。

      近年來，各種壓（yā）鑄模具表麵處理新技術不斷湧現，但總的來說可（kě）以分為以下三個大類：

      (1)傳統熱處理工藝的改進技（jì）術；

      (2)表麵改性技術，包括表麵（miàn）熱擴滲處理、表麵相變強化、電火花強化技術等；

      (3)塗鍍技術（shù），包括化學鍍等。

      1傳統熱處理工藝的改進技術

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

      2表麵改性技（jì）術

      2．1表麵熱擴滲技術

      這一類型中包（bāo）括有滲碳、滲氮（dàn）、滲硼以及碳氮共滲、硫（liú）碳氮共滲等。

      2．1．1滲碳和碳氮共（gòng）滲

      滲碳工藝應用於冷、熱作和塑料模具表麵強化中，都能提高模具（jù）壽命（mìng）。如3cr2w8v鋼製的壓鑄模具（jù），先滲碳、再經1140～1150℃淬火，550℃回火兩次，表麵硬（yìng）度（dù）可達HRc 56～61．使（shǐ）壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1．8～3．0倍（bèi）。

      進行滲碳處理（lǐ）時，主要（yào）的工藝方法（fǎ）有固體粉末（mò）滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲碳和在滲碳氣氛中加入氮元素形成的碳氮共滲等。其（qí）中，真空（kōng）滲碳和離子滲碳則是近20年（nián）來發展起來的技術（shù），該技術具（jù）有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形（xíng）小等特點。將會在模具表麵尤其是精密模具表麵處理中發揮越來越重要的作用。

      2．1．2滲氮及有關的低溫熱擴滲技術

      這一類型中包括滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫（liú）氮共滲以及硫碳氮、氧氮硫（liú）三元共滲等方法。這些方法處理工藝（yì）簡（jiǎn）便、適應性強、擴滲溫度較低（dī）(一般為480～600℃)、工件變形小，尤其適應精密模具的表麵強化，而且氮化層硬度高、耐磨性好，有較好的抗粘模性能。

      3cr2w8v鋼壓鑄模具，經調質、520～540℃氮化後，使用壽命較不氮化的模具提高2～3倍。美國用H13鋼製作的壓鑄模具．不少都要進（jìn）行氮化（huà）處理，且以（yǐ）滲（shèn）氮代替一次回火，表麵硬度高達HRc 65～70，而模具心部硬度較低、韌性（xìng）好，從而獲得優良的綜合力學性能。

      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（biàn）熱應力的作用，極易產生微裂紋，降低熱疲勞抗（kàng）力。因此（cǐ）．在氮化過程中，要嚴格控製工藝，避免脆性層的產生（shēng）。最近，國外提出（chū）采用二次和多次滲氮工藝。采用（yòng）反複滲（shèn）氮的（de）辦法可以分解容易在服役過程中產生微裂紋的氮化物白亮層（céng），增加滲氮層厚（hòu）度（dù），並同時使模具（jù）表麵存在很厚的殘餘應力層，使模具（jù）的壽命得以明顯提高。

      此外還有（yǒu）采用鹽浴碳氮共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方法。這些工（gōng）藝在國外應用較為廣泛，在國內較少（shǎo）見。如TFI+ABI工藝，是（shì）在鹽浴氮碳共（gòng）滲後再於堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表麵發生氧化，呈（chéng）黑色（sè），其耐磨性、耐蝕性、耐熱性均得到了改善。經此方（fāng）法處理的鋁合金壓鑄模具壽命提高數百小時。再如法國開發的硫氮碳共滲後進行氮化（huà）處理的oxynit工藝，應用於有色金屬壓鑄模具則更具特點（diǎn）。

      2．1．3滲硼

      由（yóu）於（yú）滲（shèn）硼層的高（gāo）硬度(FeB：Hvl800～2300、F日B：Hvl300～1500)、耐磨（mó）性和紅硬性，以及一（yī）定的耐蝕（shí）性和抗粘著性，滲硼技術（shù）在模具工業中獲得較好的應用效果。但因（yīn）壓鑄模具工作條件十分苛刻，故滲硼工藝較少應用於壓鑄（zhù）模具表麵處理中，但近年來（lái），出現了改進的滲硼方法，解決（jué）了上述問題，而得以應用於壓鑄模具（jù）的表麵處理，如（rú）多元滲、塗劑粉末滲硼（péng）等。

      塗（tú）劑粉末滲硼（péng）的方法是（shì）將硼化合物和其他滲劑混合後（hòu）塗覆在壓鑄模具表麵，待液體揮發後，再按照一般粉末滲硼的方法裝箱密封（fēng），920℃加熱並保溫8h，隨之空冷。這種方法可以獲得致密、均勻的滲層（céng），模具表麵滲（shèn）層硬度、耐磨性和彎曲強（qiáng）度都得到提高．模具使（shǐ）用壽命平均提（tí）高2倍（bèi）以上。

      2．1．4稀土表麵強化

      近（jìn）年來．在模具表麵（miàn）強化中采用加入稀土元素的方法得到廣泛推崇。這（zhè）是因為稀土元素具有提高滲速、強化表麵及淨化（huà）表麵等多種功能，它對改善模具表麵組織結構，表麵物理、化學及（jí）力學性能均有極大地影響（xiǎng），可提高滲速、強化表（biǎo）麵、生成稀土化合物。同時（shí）可消（xiāo）除分布（bù）在晶界上（shàng）微量雜質的有害作用，起（qǐ）著強化和穩定（dìng）模具型腔表（biǎo）麵（miàn）晶界的作（zuò）用。另外，稀土元素與鋼中的有害元素發生作用，生成（chéng）高熔點化合（hé）物（wù），又可抑製這些有害元素在晶界上偏聚，從而降低深層的脆性等。

      在（zài）壓鑄模（mó）具表麵強（qiáng）化（huà）處理工藝中加入稀土元素成分，能夠明顯提高各種滲入法的滲（shèn）層厚度、提（tí）高表麵硬度，同時使得滲層組織細（xì）小彌散、硬度梯度下降（jiàng），從而使得模具的耐磨性、抗（kàng）冷、熱疲勞性（xìng）能等顯（xiǎn）著提（tí）高，從而大幅度提高模具壽命。

      目前應用於壓鑄模（mó）具型腔表麵的處理方法有：稀土碳共滲、稀（xī）土碳氮共滲、稀土硼共滲、稀土硼鋁共滲、稀土軟氮化、稀（xī）土硫氮碳共滲等。

      2．2激光表（biǎo）麵處理

      激光表麵處理是使用（yòng）激光束進行加熱，使（shǐ）工件表麵迅速熔化一定（dìng）深度的薄層，同時采（cǎi）用真空蒸鍍、電鍍、離子注（zhù）A等方法把合金（jīn）元素塗覆於工件表麵，在激光照射下使其與基體（tǐ）金屬充分融（róng）合，冷凝後在模具表麵獲得厚（hòu）度為（wéi）10～1000um具有特（tè）殊性能的合（hé）金層，冷卻（què）速度相（xiàng）當於激冷淬火。

      如在H13鋼表麵采用激光（guāng）快速熔融工藝進行處理，熔（róng）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（duì）疲勞裂紋的萌（méng）生和擴展有明顯的抑製作用（yòng）。最近，薩哈和達霍特若采（cǎi）用在H13基材萬方數據上進行激光熔覆vc層的方法，研究表明．獲（huò）得的模具表麵實質是連續、致（zhì）密無孔的vo鋼複合覆（fù）層，它不僅有（yǒu）很（hěn）強的在600℃下的氧化抗力，而且有很強的抗熔融金屬還原的能力。

      2．3電火花沉積金屬陶瓷工藝

      在表麵改性技術的（de）不斷發展中，出現了一種電火花沉積工（gōng）藝。該工藝在（zài）電場作用下，在母材表麵產生瞬間高溫、高壓區，同時滲入離子態的金（jīn）屬陶瓷材料，形成表（biǎo）麵的冶金結合，而母材表（biǎo）麵也同時發（fā）生瞬間相變，形成馬氏體和微細奧氏體組織。

      這種工藝不同於焊接，也不同於噴鍍或者元素滲入，應（yīng）該是介於兩者之間的一種工藝。它（tā）很好地利用了金屬陶瓷材料的高耐磨、耐高溫、耐腐（fǔ）蝕的特性，而且工藝簡（jiǎn）單（dān），成本較低廉。是壓鑄模具表麵處理的一條（tiáo）新路。

      3塗（tú）鍍技術

      塗鍍技術作為模具強化技術的一種，主要應（yīng）用在塑料（liào）模、玻璃模、橡膠模、衝壓模等工作環境相對（duì）簡單的模具表麵處理。壓鑄模具需要承受冷熱應力交替的（de）苛刻環境，所以一般不使用塗鍍技術來（lái）強化壓鑄模具（jù）表麵（miàn）。但近年來．有（yǒu）報道采用化學複合鍍的方法強（qiáng）化壓鑄模（mó）具表麵，以提高模具表麵抗粘著性、脫（tuō）模性。

      該方法在鋁基壓鑄模具上將聚四氟乙烯微粒浸（jìn）潤後進行(Ni—P)一聚四（sì）氟乙烯複合鍍。實驗證明，此方法（fǎ）在工藝上和性能上均為可行（háng），大大降低了模具表麵的（de）摩擦係數。

      4結語

      模具壓力加工是機械製造的（de）重要組（zǔ）成部分，而模（mó）具的水平、質量和壽命則與模具表麵強化技術（shù）休戚（qī）相關。隨著科（kē）學技術的進步，近年來各種（zhǒng）模（mó）具（jù）表麵處理技術出（chū）現較大的進展。表（biǎo）現在：①傳統（tǒng）的熱處理工藝的改進及其與其他新工藝（yì）的結合；②表麵改性技術，包括滲碳、低溫熱擴滲(各種滲氮、碳氮（dàn）共滲、離子氮化、三（sān）元共滲等)、鹽浴（yù）熱擴滲、滲硼（péng）、稀土表麵強化（huà）、激光表麵處理和電火花（huā）沉積金屑陶瓷等；③塗鍍技術等方麵。但對於工作條件極為（wéi）苛刻的壓（yā）鑄模具而言，現有新的表麵處理工藝還無法滿足不斷（duàn）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（lǐ）。鑒於表麵處理是提高壓鑄模具壽命的重要手段（duàn）之一，因此要（yào）提高我國壓鑄（zhù）模具生（shēng）產整體水平，表麵處理技術將起著舉足輕重的作用。