化學複合鍍壓鑄模具是模（mó）具中的一個大類。隨著我國汽車、摩托車工業的迅速發展，壓鑄行業迎（yíng）來了發展的新（xīn）時期。同時。也對壓鑄模具的綜合力學性能（néng）、壽命（mìng）等提出了更（gèng）高的要求。要滿足不斷提高的使（shǐ）用性能需求，僅僅依靠新（xīn）型模（mó）具材料的應用仍然很難滿足，必（bì）須將各種表麵處理技術應用到壓鑄模具的表麵處理（lǐ）當中，才能達到對壓鑄模具高效（xiào）率、高精度和高壽命的要求。

      在各種（zhǒng）模（mó）具中，壓鑄模（mó）具（jù）的工作（zuò）條件是較（jiào）為苛刻的（de）。壓力鑄造是（shì）使熔融金屬在高壓、高速下充滿模具型腔而壓鑄成型，在工作過程中反複與（yǔ）熾熱金屬接觸，因此要求壓鑄（zhù）模具有較（jiào）高的耐（nài）熱疲勞、導熱性、耐磨性、耐蝕性、衝擊韌性、紅硬性（xìng）、良好的脫模性等口。因此，對壓鑄模具的表麵處（chù）理技術要求較高（gāo）。

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

      (1)傳統熱處理工藝的改進技術；

      (2)表麵改性技術，包括表麵熱擴滲處理、表麵（miàn）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傳統熱處理工藝（yì）的改進技術

      傳統的壓鑄模具熱處理（lǐ）工藝是淬火一（yī）回火，以後又發展了表麵（miàn）處理技術。由於可作為壓鑄模具的材料多種多樣，同樣的（de）表麵處理技術和工藝應用在（zài）不同的材料上會產生不同的效果。史可夫最近提出針對模具基材和表麵（miàn）處理技術的基材（cái）預處理技術。在傳統工（gōng）藝的基礎上，對不同的模具材料提出適合的加工工藝，從而改（gǎi）善模具性（xìng）能，提高模具壽命。

      2表麵改性技術

      2．1表麵熱擴滲技術

      這一（yī）類型中包括有滲碳、滲（shèn）氮、滲硼（péng）以及碳氮共滲、硫碳氮共滲等。

      2．1．1滲碳和（hé）碳氮共滲

      滲碳工藝應用於冷、熱作和塑料模（mó）具表麵強化中，都能提高（gāo）模具壽命。如3cr2w8v鋼製的壓鑄模具，先滲碳、再經1140～1150℃淬火，550℃回火（huǒ）兩次，表麵硬度可達HRc 56～61．使壓鑄有色金屬及其合（hé）金的模具壽命提高（gāo）1．8～3．0倍。

      進行滲碳處理時，主要的（de）工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真（zhēn）空滲碳、離（lí）子滲碳和在滲碳（tàn）氣氛中加入氮元素形成的碳氮共滲等。其中（zhōng），真空滲碳和（hé）離子滲碳則是近20年來發展起來的技術，該技術具有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形小（xiǎo）等特點。將會在模具表麵（miàn）尤（yóu）其是精密模具表麵處理中發揮（huī）越來越重要的作用。

      2．1．2滲氮及有關的低溫（wēn）熱擴滲技術

      這一類型中包括滲氮、離（lí）子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫氮共滲以及（jí）硫碳氮、氧氮硫三元共滲等方法。這些方法處理工藝簡便（biàn）、適（shì）應性強、擴滲溫度較低(一（yī）般為480～600℃)、工件變形小，尤其適應精密模（mó）具的表麵強化，而且氮（dàn）化層硬度高、耐（nài）磨性好，有較（jiào）好的抗粘模（mó）性能。

      3cr2w8v鋼壓鑄（zhù）模具，經（jīng）調質、520～540℃氮化後，使用壽（shòu）命（mìng）較（jiào）不氮化的模具提高2～3倍。美國用（yòng）H13鋼製作的壓鑄模具．不少都（dōu）要進行氮化處理，且以滲氮代替（tì）一次回（huí）火，表麵硬度高達HRc 65～70，而模（mó）具心部硬度較低、韌性好，從（cóng）而獲得優良的（de）綜合力學性能。

      氮化工藝（yì）是壓鑄模具（jù）表麵處理常用的工藝，但當氮化層出現（xiàn）薄（báo）而脆的白亮層（céng）時，無法抵抗交變熱應力（lì）的作用，極（jí）易產生（shēng）微（wēi）裂紋，降（jiàng）低熱（rè）疲（pí）勞抗力。因此．在氮（dàn）化過程中，要嚴格控（kòng）製工藝，避免脆性層的產生。最近，國外提出采用二次和多次滲氮工藝。采用（yòng）反複滲氮的辦法可以分（fèn）解容易（yì）在服役過程中（zhōng）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殘餘應力層，使模具的壽命得（dé）以明顯提高。

      此外還有（yǒu）采用鹽浴碳氮共滲和（hé）鹽浴硫氮碳共滲等方法。這些工藝在國外應用（yòng）較為廣泛，在國內較少見。如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（gōng）件表麵發生（shēng）氧化，呈黑色，其耐（nài）磨性、耐蝕（shí）性、耐熱性均得到了改善。經此方法處理的（de）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處理的oxynit工藝，應用於有色金屬壓（yā）鑄模具則更具特點。

      2．1．3滲硼

      由於滲硼層的高硬度(FeB：Hvl800～2300、F日B：Hvl300～1500)、耐磨性和紅硬（yìng）性，以及一定的耐蝕性和抗粘著性，滲硼技術在模（mó）具工業中獲得較（jiào）好的應（yīng）用效果。但因壓鑄模（mó）具工作（zuò）條（tiáo）件（jiàn）十分苛刻，故滲硼工藝較少應用於壓鑄模具表麵處理中（zhōng），但近年來，出現了改進的滲硼方法，解決了上述問題，而得以應用於壓鑄模具的表（biǎo）麵處理，如多元滲、塗（tú）劑粉末滲硼等。

      塗劑粉末滲硼的方法是將硼化合物和其他滲劑混合後塗覆在（zài）壓鑄模具表麵，待液體揮發後，再按照一般粉末滲硼（péng）的方（fāng）法裝箱密（mì）封，920℃加熱並保溫8h，隨（suí）之空冷。這種方法可以獲得致密、均勻的滲層，模具表麵滲層硬度、耐磨性和彎曲強度都得到提高．模具使用壽命平均提高2倍以上。

      2．1．4稀土表麵強化

      近年來（lái）．在（zài）模具表麵強化中采用加入（rù）稀土元素的方（fāng）法得到廣泛推崇。這是因為稀土元素具（jù）有提高滲速、強化表（biǎo）麵及淨化表麵等多種功能，它對改善模具表麵組織結構（gòu），表麵物理、化學及力學性能均有極大地影響，可提高滲速、強化表麵、生成稀土化合物。同時可消除分布在晶界上微量（liàng）雜質的有害作用，起著強化和穩定模具型（xíng）腔表（biǎo）麵晶界的作用。另外，稀土元素與鋼中的（de）有害元素發生（shēng）作用，生成（chéng）高（gāo）熔點（diǎn）化合物，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。

      在壓鑄模具（jù）表麵強化處理（lǐ）工藝中（zhōng）加入稀土元素成分，能（néng）夠明顯提高各（gè）種滲入法的滲層厚度、提高表麵硬度，同時使得滲層組織細小彌散、硬度梯度下降，從而使得模（mó）具的耐磨性、抗冷（lěng）、熱疲勞性能等（děng）顯著提高，從而大幅度提高模具（jù）壽命（mìng）。

      目前（qián）應用於壓鑄模具型腔表麵的處理（lǐ）方法有：稀土碳共滲、稀土碳氮共滲、稀土（tǔ）硼共滲、稀土硼鋁（lǚ）共滲、稀土軟氮化、稀土（tǔ）硫氮碳共滲等。

      2．2激光表麵處理（lǐ）

      激光（guāng）表麵（miàn）處理（lǐ）是使用激光束進（jìn）行加熱，使工件表麵迅速熔化一定深度的薄層，同時（shí）采用真空蒸（zhēng）鍍、電鍍、離子注A等方法把合金元素塗覆於工件表麵，在激光照射下使其與基體金屬充分融合（hé），冷凝後在模具表麵獲得厚（hòu）度為10～1000um具有特殊性能的合金（jīn）層，冷卻速度相當於激冷淬火。

      如在H13鋼表麵采用激光（guāng）快（kuài）速熔（róng）融工藝進行處理，熔區具有較高的硬度和良好的熱（rè）穩定性（xìng），抗塑性變形能力高，對疲勞裂紋的萌生和擴展有明顯的（de）抑（yì）製作用。最近，薩哈和達霍特若采用在H13基材萬方數據上進行激光熔覆vc層的方法，研究表（biǎo）明．獲得的模具表麵實質是連續、致密無孔的vo鋼複合覆層，它不僅有很強的在600℃下的氧化抗力（lì），而（ér）且有很強的抗熔融金屬還原的能力。

      2．3電火花（huā）沉積金屬陶瓷工藝

      在表麵改性技術的不斷發展中，出現了（le）一（yī）種電火花沉積工藝。該工藝在電場作用（yòng）下，在母材表麵產生瞬間高溫、高壓區，同時滲入離子態的金屬（shǔ）陶瓷材料，形成表麵的冶金結合，而母材表麵也同時發生瞬間（jiān）相變，形成馬氏體和微細奧氏體組織。

      這種工藝不同於焊（hàn）接（jiē），也不同於噴鍍或者元（yuán）素滲入，應該是介（jiè）於（yú）兩者之間的一種工藝。它很好（hǎo）地利（lì）用（yòng）了金屬陶瓷材料的（de）高耐（nài）磨、耐高溫、耐腐蝕的特性，而且工（gōng）藝簡（jiǎn）單，成本較（jiào）低廉。是壓鑄模具表麵處理的一條新（xīn）路。

      3塗鍍技術

      塗鍍技術作為模具（jù）強化（huà）技術的一種，主要應用在塑料模、玻（bō）璃模（mó）、橡膠模、衝壓模等工作（zuò）環（huán）境相對簡單的模具表麵處理。壓鑄模具（jù）需要承受（shòu）冷熱（rè）應力交替的苛刻環境，所以一般不使用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鑄模具表麵，以提高模具表麵抗粘（zhān）著性、脫模性（xìng）。

      該方法在鋁基壓鑄模（mó）具上（shàng）將聚四氟乙烯微粒（lì）浸潤後進行（háng）(Ni—P)一聚四氟乙烯（xī）複合鍍。實驗證明，此方法在工藝上和性能上（shàng）均為可（kě）行，大大降（jiàng）低了模具表麵的（de）摩擦（cā）係數。

      4結語（yǔ）

      模（mó）具壓力加工是機械製造的重要組成（chéng）部分，而模具（jù）的水平、質量和（hé）壽命則與模具表麵強化技術休戚相關。隨著（zhe）科學技（jì）術的（de）進步，近年來各種模具表麵處理技術出現較大的進展。表現在：①傳統的熱處理工藝（yì）的改（gǎi）進及其與其他新工藝（yì）的結合；②表麵改性技術，包括（kuò）滲碳、低（dī）溫熱擴滲(各種滲氮、碳氮共滲、離子氮化、三元共（gòng）滲等)、鹽浴熱擴滲、滲硼、稀土表麵（miàn）強化、激光表麵（miàn）處理和電火花沉積金屑陶瓷等；③塗鍍技術（shù）等方麵。但對於工作（zuò）條件極為苛刻的壓鑄模具而言，現有新的表（biǎo）麵處理工藝還無法滿足不（bú）斷增長的要求，可以預計更為（wéi）先（xiān）進的技術，也有望應用（yòng）於（yú）壓（yā）鑄模具的表麵處（chù）理。鑒於表麵（miàn）處理是提高壓鑄模具壽（shòu）命的重要手段之一，因此要提（tí）高我國（guó）壓鑄模具生產整體水（shuǐ）平，表麵處理技術將起著舉足輕重的作用。