目前壓鑄模一般采用真空淬火，表面沒有氧化物，模具變形小，更好保證模具質(zhì)量，其流程為鍛造→球化退火→粗加工→穩(wěn)定化處理→精加工→最終熱處理(淬火、回火)→鉗修→拋光→滲氮(或碳氮共滲)→精磨或精研→裝配。對H13鋼采用高溫淬火、雙重淬火、控制冷卻速度淬火、深冷處理等，從而改善模具性能，提高模具壽命。
壓鑄模表面強化處理
對模具進行表面處理是延長模具壽命的最有效、最經(jīng)濟的方法。通過調(diào)整一般熱處理工藝改善鋼的強度和韌性。采用不同的表面強化處理工藝，以適宜的心部性能相配合，可賦予模具表面以高硬度、耐磨耐蝕、抗咬合和低摩擦系數(shù)等許多優(yōu)良性能，使模具壽命提高幾倍甚至幾十倍。模具表面強化主要有3類：1、不改變表面化學(xué)成分，有激光相變硬化等；2、改變表面化學(xué)成分，滲氣等；3、表面形成覆蓋層，氣相沉積技術(shù)處理等。
一、不改變表面化學(xué)成分強化
激光強化處理：激光作為熱源對材料表面進行強化，有相變硬化、表面溶化、表面涂覆等。其特征是供給材料表面功率密度至少103W/cm2。利用高功率、高密度微光東對金屬進行表面處理的方法稱為激光面熱處理。其分為激光相變硬化激光表面合金化等表面改性，產(chǎn)生其他表面加熱淬火強化達不到的表面成分、組織及性能的改變。
激光熔覆技術(shù)模具表面覆蓋一層薄的具有一定性能的熔覆材料，以改善表面性能。H13 鋼常規(guī)處理，后硬度44HRC，經(jīng)激光淬火。表面硬度可達772HV(相當(dāng)于62HRC)，淬硬層深度0.63mm。由于得到以超細(xì)化高密度位錯性馬氏體為主的組織，以及激光加熱后自回火過程中析出彌散碳化物，使得淬層硬度、抗回火穩(wěn)定性、耐磨性及抗蝕性均顯著提高。激光熔覆技術(shù)以其加工精度高.熱變形小，后加工量小等特點具有很大的潛在應(yīng)用價值。
電火花表面強化：電火花表面強化是利用電極與工件間在氣體中產(chǎn)生的火花放電作用，把作為電極的導(dǎo)電材料熔滲進工件表層，形成合金化表面強化層，常用的電極材料有TiC、WC、ZrC和硬質(zhì)合金等，因電極材料的沉積發(fā)生有規(guī)律的、較小的長大，改善工件的表面物理及化學(xué)性能。如硬質(zhì)合金做電極強化工件，表面硬度可達1100~1400HV ，強化層與基體結(jié)合牢固。
二、改變表面化學(xué)成分強化
1、滲碳
滲碳是把鋼置于滲碳介質(zhì)中，加熱到單相奧氏體區(qū)，保溫一定時間，使碳原子滲人鋼表面的表面化學(xué)熱處理工藝。滲碳在Ac3以上(850-950 ℃)進行。其目的使模具的表面在熱處理后碳濃度提高，從而使表層的硬度、耐磨性，接觸疲勞強度較心部有較大的提高，而心部保持一定強度和較高的韌性。有固體滲碳和液體滲碳。
2、滲氮
滲氮在一定溫度下使活性氮原子滲人工件表面的化學(xué)熱處理。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞極限、熱硬性及抗咬合性等。一般壓鑄模經(jīng)淬火、回火(45~47HRC)后，必須進行滲氮，氮化層深度為0.15~0.2mm。有氣體滲氮，離子滲氮。H13鋼作擠壓鋁型材的空心模，經(jīng)1080℃油淬+560℃x2h兩次回火，硬度48HRC。經(jīng)過520℃x4h的離子滲氮，模具擠壓的型材從1000kg提高4500kg，壽命提高了3倍。
3、N-C共滲(軟氮化)
軟氮化實質(zhì)是在較低溫下進行的以滲氮為主的碳氮共滲。經(jīng)軟氮化處理后，可顯著提高表面的疲勞強度及耐磨性、抗咬合、抗擦傷和腐蝕等性能。H13鋼由于滲氮化合物中，相對韌性較低，膨脹系數(shù)較大，對熱疲勞性能產(chǎn)生不利影響。在軟氮化時，由于C在e相中溶解度高(550℃時達38%)。軟氮化溫度在565℃以下附近較好。即能保證滲速，又能使e+y’所需的N濃度較高，可在表層形成e之前有更多的N滲人基體，這樣在第二階段N原子擴散時，有利于形成合理的擴散層。軟氮化時間以2~4h為宜，超過6h，滲N層不再增加，硬度在2~3h達到最大值。
實踐證明比較合理的氣體軟氮化工藝如圖1所示。
4、表面滲鋁。滲鋁指鋁在金屬或合金表面擴散滲人的過程。
滲鋁目的是提高材料的熱穩(wěn)定性、耐磨性和耐蝕性。對模具表面進行先滲鋁后氧化的方法，使表面生成Fe-Al-O的混合物，以減少粘模的發(fā)生，從而延長模具的壽命。常用滲鋁有3種：固體粉末滲鋁、熱浸鍍鋁表面噴鍍鋁再擴散退火。
5、模具滲餡。
滲鉻可提高型腔表明硬度(1300HV以上)、耐磨性、耐蝕性、疲勞強度和抗高溫氧化性。對承受強烈磨損的模具，可顯著提高使用壽命。滲鉻層厚度一般較小，不影響模具型腔的尺寸。如對壓鑄件的一般形狀及尺寸來說，鋁合金壓鑄模3Cr2W8V，經(jīng)滲鉻后的使用壽命可提高10倍左右。
三、表面形成覆蓋層強化
氣相沉積技術(shù)：氣相沉積技術(shù)是利用氣相中發(fā)生的物理、化學(xué)過程，改變工件表面成分，在表面形成具有特殊性能(超硬耐磨或特殊的光學(xué)、電學(xué)性能)的金屬或化合物涂層的新技術(shù)?；瘜W(xué)氣相沉積(CVD)的沉積物由引人高溫沉積區(qū)的氣體離解所產(chǎn)生。CVD處理的模具形狀不受限制，可在含碳量大于0.8%的工具鋼、滲碳鋼、高速鋼，鑄鐵以及硬質(zhì)合金等表面上進行。在模具上涂覆TiC、TiN覆層的工藝，其覆層硬度高達3000HV，使模具耐磨性和抗摩擦性能提高。CVD處理后還需要進行淬火回火。采用TiC、TiN的復(fù)合涂層，使模具壽命成倍提高。
物理氣相沉積(PVD)鍍鈦加工采用納米涂層的新技術(shù)，在模具表面沉積多層多元素金屬薄膜(膜層厚度為1~7μm)，這層膜具有耐磨損、抗腐蝕，高硬度的功能，由于這層膜不與鋁、鋅等金屬溶液親和或發(fā)生反應(yīng)，能極大地改善壓鑄件的離模性能而不發(fā)生粘?，F(xiàn)象。在改善液體金屬粘模和熱龜裂方面取得最佳效果，有效解決壓鑄模具碰到的問題，以獲得最優(yōu)的綜合使用性能，解決了傳統(tǒng)工藝所無法解決的問題。
四、優(yōu)化模具設(shè)計及壓鑄工藝
減少模具上尖角、拐角的地方，合理使用材料，規(guī)范加工和熱處理工藝。模具的氮化處理要控制模具的表面硬度HV≥600，氮化層深度達到0.12 ~ 0.2mm。正確的預(yù)熱模具，優(yōu)化模具以改進內(nèi)部冷卻，使模具獲得均勻熱平衡效果，使模具維護穩(wěn)定較低的溫度，合理噴涂涂層，涂層對延緩熱疲勞裂紋有重要意義，提高模具壽命和效益。- 上一篇：H13模具鋼性能解析及熱處理工藝
- 下一篇：為什么要對塑料模具氮化處理
