摘要：产品的性能与质量很大程度上取决于零件质量， 高质量的零件由高质量的模具来生产， 因此， 模具表面质量将直接影响零件的使用性能和工作寿命。本文探讨了模具制造中表面工程技术的应用。
关键词：模具制造；表面工程技术；应用
Abstract: the performance and quality of products depends largely on the quality of the parts, high quality parts from the mold to produce high quality, therefore, the surface quality of the mould will directly affect the service performance of parts and service life. This paper discusses the application of surface engineering in die manufacturing.
Key words: die manufacturing; surface engineering technology; application
表面工程技术在改善模具综合性能方面起着重要的作用，只要在研究和推广应用方面继续努力，立足创新，加强技术界和模具企业的合作，走产业化、市场化的道路，一定会加快表面工程技术的实用化和产业化进程，提高我国模具的综合质量和性能，取得更多更好的应用效果。
1 模具表面的主要处理技术
1.1硬化膜沉积技术
物理气相沉积技术、化学气相沉积（CVD）是目前较为成熟的硬化膜沉积技术。硬化膜沉积技术在最早出现的时候，通常都是应用在刀具、量具等工具上，有着极佳的效果。在目前的实际应用过程中，我们不难发现，硬化膜沉积技术的成本是较高的，尤其体现在设备的成本上。同时，硬化膜沉积技术依旧只应用于一些较精密且具有长寿命的模具上，如果通过建立热处理中心的方式来对其应用，必定会大大降低涂覆硬化膜的成本。显然，在硬化膜沉积技术的应用下，整个模具制造的水平将得到实质性的提高。
1.2渗氮技术
在整个渗氮工艺中，具有离子渗氮、液体渗氮、气体渗氮等多种方式，而每一种不同的渗氮方式中都具有诸多不同的渗氮技术，这些不同的技术能够有效的适应不同工件、不同钢种的实际要求。另外，由于渗氮技术能够有效的形成性能较为优良的表面，并且渗氮的温度较低，在渗氮后并不需要激烈的冷却，而模具的变形也很小，加之渗氮工艺和模具钢淬火工艺之间具有良好的协调性。因此，在模具的制造过程中，渗氮技术不但是采用最早的表面处理技术，同时也是得到最广泛应用的表面处理技术。
1.3渗碳技术
在提高模具整体强韧性的过程中，渗碳技术的应用能够很好的达到这样的目的，也就是说要使工作表面具有较高的强度以及较高的耐磨性。在一般情况下，应该将较低级的材料进行渗碳淬火处理，将其用来替代那些高级别的材料，以此来有效的降低模具的制造成本。
1 .4纳米表面技术
具体而言，纳米表面技术主要具有两个方面的内容：一是纳米结构涂层的制作。在整个纳米结构涂层的制作中，最为有效的制作方法即是热喷涂技术的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与其他的技术相比较，热喷涂技术具有工艺简单、涂层厚度变化范围大、涂层和基体选择范围广、容易形成复合涂层以及沉积速率快等优越性。同时，与传统的热喷涂涂层相比较，纳米结构的涂层在韧性、强度、抗热疲劳、抗腐蚀等多方面都有着较为明显的改善；二是纳米复合镀层的制作。将一维纳米质点粉体材料或零维材料加入到传统的电镀液当中，即能够有效的形成纳米复合镀层。对于模具的制造而言，如果通过了纳米复合镀层，必然能够让其本身的精度长久保持不变，而长时间的使用镀层，模具表面将长时间的处于光滑的状态，不会出现任何裂纹，其寿命必定会得到有效的延长。
2 模具制造中表面工程技术的应用
2.1减缓和消除金属材料表面的变化和损伤。在模具正常使用过程中，所有构件都需承受相应的负荷，长期作用将产生程度不一的各种损害问题。通过表面技术的合理应用，可对此类表面问题加以修饰、掩盖，能够最大限度提升模具材料的使用性能及可靠性，增加其使用年限。
2.2获得具有特殊功能的表面。使用表面技术在普通的、廉价的材料表面获得某些稀贵金属(如金、铂、钽等)和战略元素(如镍、钴、铬)具有的特殊功能，从而可以节约这些金属材料。比如在Cu中加入Cr可以提高铜的耐腐蚀性能。从Cr－Cu相图可知，用一般的冶金方法不可能产生出Cr含量高于1%的单相铜合金，用激光表面合金化工艺可以在Cu表面获得原子含量为8%、厚约240nm的表面合金层，使耐蚀性大大提高。又如使用离子注入技术在Cu中注入Cr+、Ta+可以提高Cu在H2S气氛中的耐蚀性。
2.3节约能源，降低成本，改善环境。使用表面技术在工件表面制备具有优良性能的涂层，可以达到提高热效率、降低能源消耗的目的。比如热工设备和在高温环境中使用的部件，在表面施加隔热涂层，可以减小热量损失，节省燃料。用先进的表面技术代替污染大的一些技术，可以改善作业环境质量。零件的磨损、腐蚀和疲劳现象发生在表面，通过表面的修复、强化，而不必整体改变材料，使材料物尽其用，可以显著地节约材料。
2.4再制造工程不可缺少的手段。再制造工程是对因磨损、腐蚀、疲劳、断裂等原因造成的重要零部件的局部失效部位，采用先进的表面工程技术，优质、高效、低成本、少污染地恢复其尺寸并改善其性能的系统性的技术工作。
3 表面工程技术在腐蚀与防护中的应用
材料和环境介质互相影响、作用将产生腐蚀现象，进而损坏材料。在相应环境条件下，模具材料将会出现被腐蚀问题，此时为避免该问题的产生，应做到以下几点:①选择恰当的耐蚀材料。②设计合理的设备结构。③使用正确的制造、储运、安装技术。④采用有效的防护方法。⑤制定合适的工艺操作条件。⑥实施严格的管理和维护。
防护方法包括电化学保护、调节环境条件(主要是使用缓蚀剂)、覆盖层保护。所谓覆盖层保护，是指用另一种材料(金属材料或非金属材料)制作覆盖层，将作为设备结构材料的金属与腐蚀环境分隔开。作为基体的结构材料不与腐蚀环境直接接触，可以选用物理、机械和加工性能良好而价格较低的材料，如碳钢和低合金钢；覆层材料代替基体材料处于被腐蚀地位，首先应考虑其耐蚀性能满足要求。但由于覆层附着在基体上，且厚度较小，使选材工作范围扩大了。覆盖层保护是使用最广泛的一类防护技术。覆盖层保护的种类很多，按覆层材料的性质可以分为以下三大类。①金属覆盖层覆层材料为金属，施工方法包括镀层、衬里和双金属复合板等。镀层又有电镀、化学镀、喷涂、渗镀、热浸、真空镀等。②非金属覆盖层覆层材料为非金属，包括的种类很多，如油漆涂装、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属衬里(砖板衬里、塑料衬里、玻璃钢衬里、橡胶衬里、复合衬里)、暂时性防锈层等。③化学转化膜。可见，腐蚀控制中的覆盖层保护技术有许多是表面工程技术。所以，表面工程技术是解决材料腐蚀与防护最经济最有效的手段。
总之，在改善模具综合性能的过程中，表面工程技术的作用必定占据了相当关键的地位。因此，模具企业应进一步加强与技术界的合作，加快表面工程技术的产业化、实用化进程，从而让模具的性能与综合质量得以全面的提升。
参考文献
[1]刘爽，徐润生.纳米表面工程的应用与发展[J].内蒙古电力技术.2006(03).
论文作者:高威昊,陈春辉,郭明璞,朱朝发
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：表面论文; 技术论文; 材料论文; 模具论文; 衬里论文; 性能论文; 涂层论文; 《电力设备》2017年第35期论文;