模具表面處理技術(shù)是指通過特定的方法和工藝，對模具表面進(jìn)行處理，以改善其性能和質(zhì)量。以下是一些常見的模具表面處理技術(shù)：

一、滲氮

1. 原理：把模具置于含氮的介質(zhì)中，在一定溫度和壓力下，使氮原子滲入模具表面。這一過程通常在 500 - 600℃的溫度范圍進(jìn)行。例如，對于一些熱作模具鋼，在滲氮爐中通入氨氣，氨氣在高溫下分解產(chǎn)生氮原子，氮原子逐漸向模具表面擴(kuò)散并與模具中的合金元素結(jié)合，形成各種氮化物，如氮化鉻、氮化鋁等。

2. 優(yōu)點(diǎn)：形成的氮化層硬度高，可顯著提高模具的耐磨性，能有效抵抗模具在使用過程中與工件之間的摩擦磨損。同時(shí)，滲氮層還具有良好的耐腐蝕性，可防止模具在潮濕或有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中生銹。而且，滲氮處理后的模具變形較小，這對于尺寸精度要求高的模具非常重要。

3. 應(yīng)用范圍：常用于壓鑄模、塑料模等模具，例如壓鑄鋁合金的壓鑄模，經(jīng)滲氮處理后可以提高模具型腔的耐磨性和耐腐蝕性，延長模具的使用壽命。

二、滲碳

1. 原理：將模具放入富碳的介質(zhì)中加熱到高溫（一般在 900 - 950℃），使碳原子滲入模具表面。常用的滲碳方法有氣體滲碳（如通入甲烷、丙烷等富碳?xì)怏w）和固體滲碳（將模具與滲碳劑混合裝爐加熱）。在高溫下，碳原子向模具內(nèi)部擴(kuò)散，在模具表面形成高碳層。

2. 優(yōu)點(diǎn)：滲碳可大幅度提高模具表面的硬度和耐磨性，使得模具在承受高壓力、高摩擦力的工況下仍能保持良好的性能。經(jīng)過滲碳處理的模具，其心部仍保持較好的韌性，這種表里性能的差異使得模具能夠承受復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。

3. 應(yīng)用范圍：主要用于一些承受重載、沖擊載荷較大的冷作模具，如冷鐓模、冷擠壓模等。以冷鐓模為例，在冷鐓螺栓等零件的過程中，模具需要承受巨大的沖擊力和摩擦力，滲碳處理后的模具能夠更好地滿足生產(chǎn)要求。

三、硬化膜沉積

物理氣相沉積（PVD）

1. 原理：在真空條件下，利用物理方法將源材料（如金屬或化合物）蒸發(fā)或?yàn)R射后，沉積在模具表面形成硬化膜。例如，離子鍍是 PVD 的一種，它是在真空環(huán)境中通入氬氣等氣體，在電場作用下使氣體離子化，離子轟擊模具表面進(jìn)行清洗和活化，同時(shí)將蒸發(fā)的金屬或化合物離子鍍覆在模具表面。常見的 PVD 沉積膜層有氮化鈦（TiN）、氮化鋯（ZrN）等。

2. 優(yōu)點(diǎn)：PVD 沉積的膜層硬度高、耐磨性好，且膜層與模具基體的結(jié)合力較強(qiáng)。由于是在低溫或常溫下進(jìn)行沉積，模具的變形很小。此外，PVD 工藝可以精確控制膜層的厚度和成分，能夠滿足不同模具對表面性能的要求。

3. 應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于各種精密模具，如注塑模、沖模等。對于注塑一些高硬度塑料或有特殊表面質(zhì)量要求的塑料制品的模具，PVD 沉積氮化鈦膜可以提高模具的脫模性能和耐磨性，減少塑料對模具的粘附。

化學(xué)氣相沉積（CVD）

1. 原理：通過氣態(tài)的先驅(qū)體在模具表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)的沉積膜。例如，在模具表面沉積碳化硅（SiC）膜時(shí)，可以以硅烷（SiH?）和甲烷（CH?）等作為先驅(qū)體，在高溫（通常在 800 - 1200℃）和催化劑的作用下，先驅(qū)體在模具表面分解并反應(yīng)生成碳化硅膜。

2. 優(yōu)點(diǎn)：CVD 可以在復(fù)雜形狀的模具表面沉積均勻、致密的膜層，膜層的質(zhì)量高、硬度大、耐磨性和耐腐蝕性優(yōu)良。它能夠沉積多種不同成分的膜層，以滿足不同模具的使用需求。

3. 應(yīng)用范圍：常用于一些對膜層質(zhì)量要求高、工作環(huán)境惡劣的模具，如在高溫下工作的熱作模具，通過 CVD 沉積耐高溫、抗氧化的膜層，可以有效保護(hù)模具表面，提高模具的使用壽命。

四、拋光

1. 手工拋光：操作人員使用砂紙、油石等工具，從粗到細(xì)逐步對模具表面進(jìn)行打磨。例如，先用較粗的砂紙（如 80 - 120 目）去除模具表面的加工痕跡和毛刺，然后依次使用更細(xì)的砂紙（如 240 目、400 目、600 目等）進(jìn)行打磨，最后使用拋光膏配合羊毛輪等進(jìn)行精細(xì)拋光。手工拋光可以根據(jù)模具表面的具體情況靈活調(diào)整拋光力度和方向，但效率較低，對操作人員的技能要求較高。

2. 機(jī)械拋光：利用拋光機(jī)帶動拋光輪旋轉(zhuǎn)，通過在拋光輪上涂抹拋光膏等拋光材料對模具表面進(jìn)行拋光。機(jī)械拋光的效率比手工拋光高，能夠獲得較好的表面光潔度。根據(jù)拋光機(jī)的類型和拋光輪的材質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)不同程度的拋光效果。例如，使用布質(zhì)拋光輪可以獲得較高的光澤度，常用于對模具外觀質(zhì)量要求高的情況。

3. 電解拋光：將模具作為陽極放入特定的電解液中，在直流電的作用下，模具表面的微觀凸起部分優(yōu)先溶解，從而使模具表面變得光滑平整。電解拋光可以獲得非常高的表面光潔度，而且可以處理一些形狀復(fù)雜的模具。例如，對于一些具有深孔、窄槽等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具，電解拋光能夠有效地去除這些部位的加工痕跡，提高模具的表面質(zhì)量。

五、電鍍

1. 鍍鉻電鍍：在鍍鉻電鍍過程中，模具作為陰極放入鍍鉻電解液（通常含有鉻酸等成分）中，在直流電的作用下，鉻離子在模具表面沉積形成鍍鉻層。鍍鉻層硬度高、耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠有效抵抗模具在使用過程中的磨損和腐蝕。例如，在一些塑料模具的表面鍍鉻，可以提高模具的耐磨性和脫模性能，同時(shí)使模具表面具有良好的光澤度。

2. 鍍鎳電鍍：鍍鎳是將模具置于含鎳離子的電解液中進(jìn)行電鍍。鍍鎳層具有良好的耐腐蝕性、硬度和裝飾性。對于一些在潮濕環(huán)境或有輕微腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中工作的模具，鍍鎳可以有效地保護(hù)模具表面。此外，通過不同的鍍鎳工藝（如光亮鍍鎳、半光亮鍍鎳等）可以獲得不同外觀和性能的鍍鎳層。

3. 復(fù)合電鍍：在電鍍液中加入一些固體顆粒（如陶瓷顆粒、金剛石顆粒等），在電鍍過程中這些顆粒與金屬離子共同沉積在模具表面，形成復(fù)合鍍層。復(fù)合鍍層結(jié)合了金屬的導(dǎo)電性、可加工性和固體顆粒的高硬度、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。例如，在模具表面鍍覆鎳 - 金剛石復(fù)合鍍層，可以大大提高模具的耐磨性，適用于加工高硬度材料的模具。

六、激光處理

1. 激光淬火：利用高能量密度的激光束快速掃描模具表面，使模具表面瞬間達(dá)到淬火溫度，然后迅速冷卻，形成馬氏體組織，從而提高模具表面的硬度和耐磨性。例如，對于一些大型模具的局部表面強(qiáng)化，激光淬火可以精確控制淬火區(qū)域，避免對模具整體性能的影響。與傳統(tǒng)淬火方法相比，激光淬火的加熱速度快、淬火變形小，能夠處理復(fù)雜形狀的模具表面。

2. 激光熔覆：將預(yù)先設(shè)計(jì)好的熔覆材料（如金屬粉末）通過送粉裝置送到模具表面，在激光束的作用下，熔覆材料與模具表面同時(shí)熔化，然后迅速凝固形成熔覆層。熔覆層可以根據(jù)模具的使用要求選擇不同的材料，如高硬度合金、耐磨涂層材料等。激光熔覆可以修復(fù)模具表面的磨損、劃傷等缺陷，同時(shí)提高模具的表面性能。例如，對于一些壓鑄模表面的沖蝕磨損部位，可以通過激光熔覆修復(fù)并強(qiáng)化。

七、表面涂層

1. 聚四氟乙烯（PTFE）涂層：PTFE 涂層具有極低的摩擦系數(shù)，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫性能。通過噴涂、浸漬等方法將 PTFE 涂層涂覆在模具表面，可以顯著提高模具的脫模性能。在注塑模、橡膠模等模具中應(yīng)用廣泛，例如在注塑一些粘性較大的塑料（如氟塑料、尼龍等）時(shí)，PTFE 涂層可以使塑料制品更容易從模具中脫出，減少制品的缺陷。

2. 類金剛石（DLC）涂層：DLC 涂層是一種具有類似金剛石結(jié)構(gòu)和性能的碳基涂層，硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低。它可以通過 PVD、CVD 等方法沉積在模具表面。對于一些對模具表面硬度和耐磨性要求極高的場合，如切割高硬度材料的刀具涂層、沖壓高硬度金屬薄板的模具涂層等，DLC 涂層能夠有效地提高模具的使用壽命和加工質(zhì)量。

3. 陶瓷涂層：陶瓷涂層（如氧化鋁、氧化鋯等陶瓷材料涂層）具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過熱噴涂等方法將陶瓷涂層涂覆在模具表面，可以提高模具在高溫、腐蝕等惡劣環(huán)境下的工作性能。例如，在一些熱作模具表面涂覆氧化鋯陶瓷涂層，可以提高模具的抗熱疲勞性能和抗氧化性能，延長模具的使用壽命。