模具制造中表面工程技术的应用及分析

韩佳

摘 要：表面工程技术作为一门科学与艺术，其对于模具制造质量具有极为重要的影响。模具制造过程中表面工程技术的应用，不仅有助于电子电器元件、机械零件等基质材料表面性能的有效提升，同时也促进了模具制造加工效率的全面提升。随着表面工程技术在机电产品中的广泛应用，表面工程技术已经成为了现代制造技术中最重要的组成部分。本文主要就模具制造过程中表面工程技术的应用与分析进行了深入的探讨和研究。

关键词：模具制造 表面工程技术 应用

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）05（a）-0074-02

模具材料作为模具加工制造的基础，其在模具加工行业迅速发展的带动下，不仅具有韧性、强度高等特点，同时还需要具有良好的综合性能。而随着表面工程技术在模具加工中的应用，不仅促进了模具表面性能的有效提升，同时也保证了模具内部的强韧性，促进了模具加工质量的有效提升。也就是说，表面工程技术在模具制造中的广泛应用，达到了有效改善模具综合性能、发挥材料潜力、降低加工成本、节约合金元素的目的，同时也促进模具加工制造企业经济效益的不断提升。

1 模具表面处理技术

1.1 硬化膜沉积技术

目前，模具加工中常用的硬化膜沉积技术主要有物理气相沉积技术、化学气相沉积技术等几种。硬化膜沉积技术最初主要应用于道具、量具等工具上，而且这一技术的应用已经取得了非常显著的成效。再加上道具上涂覆硬化膜已经成为了现阶段模具加工的标准工艺，也为整个模具加工制造技术的发展和创新提供了全面的技术支持。经过长期的实践应用后发现，硬化膜沉积技术应用成本高的特点，在设备投入成本上体现得尤其明显。而且目前硬化膜沉积技术，大多应用于精密性较高且使用寿命相对较长的模具上。如果采取建立成熟热处理中心的方式应用硬化膜沉积技术的话，那么对于涂覆硬化膜成本的降低具有极为重要的意义。而这也更进一步说明了，硬化膜沉积技术在模具制造中的应用，是促进模具加工制造水平与效率有效提升的重要手段之一。

1.2 渗氮技术

渗氮工艺在模具加工制造中的应用，主要有离子渗氮、液体渗氮、气体渗氮等几种形式。不同的渗氮方式其所采用的渗氮技术也各不相同，这些不同的技术应用于不同的工件上，满足了不同工件的加工质量要求。此外，由于渗氮技术的应用，促进了模具表面性能的有效提升，而且由于渗氮温度相对较低，在渗氮完成后，模具不需要进行激烈的冷却，所以避免了模具变形现象的出现，再加上渗氮工艺与模具钢淬火工艺之间具有良好的协调性。所以，渗氮技术作为最早且效果最显著的模具表面处理技术，已经成为了模具加工制造中应用最广泛的表面处理技术之一，这一技术的应用促进了模具制造表面处理质量与效率的有效提升。

1.3 渗碳技术

渗碳技术是促进模具整体强韧性有效提升的重要技术之一。这一技术的应用不仅实现了促进模具强韧性有效提升的目的，同时也有助于模具工作表面耐磨性的不断提升。一般情况下，将级别较低的材料通过渗碳淬火处理后，用来代替级别较高的材料，从而达到有效降低模具加工制造成本的目的，为模具制造加工企业经济效益的有效提升奠定了良好的基础。

1.4 纳米表面技术

模具加工制造在应用于纳米表面处理技术时，主要是将纳米材料与相应的其他低维非平衡材料作为基础，然后利用特定的加工手段或者技术，对模具表面进行超精细的加工和处理，在实现模具表面改性目标的机床上，赋予或者强化模具一些新的功能。具体来说，纳米技术在模具加工制造中应用的优势主要体现在以下几方面：首先，纳米结构涂层的制作。热喷涂技术是纳米结构涂层制作过程中最常用的技术之一。这一技术与其他技术相比较而言，其不仅具有施工工艺简单、涂层厚度变化范围大、涂层和基体选择范围广、沉积速率快等方面的优势，而且热喷涂涂层技术与传统技术相比较而言，纳米结构层涂层在韧性、强度、抗热疲劳、抗腐蚀等各方面都得到了显著的改善。其次，纳米复合镀层的制作。在模具加工制作的过程中，将一维纳米质点分材料或者零维材料与传统的电镀液融合在引起，就可以形成有效的纳米复合镀层。针对模具加工制造而言，如果运用纳米复合镀层的话，那么不仅有助于模具本身进度保持时间的延长，同时纳米复合镀层经过长期的使用后，模具表面将会因为长期处于光滑的状态，而避免了裂纹现象的出现，实现了有效延长模具使用寿命的目的。

2 模具制造中表面工程技术的应用

2.1 表面工程技术模具加工制造中应用

表面工程技术在模具加工制造中应用，在材料科学与工程应用等方面的优势主要体现在以下几方面：（1）在有效节约资源、降低成本的基础上，实现了改善环境的目的。模具工件表面制备在应用表面工程技术后，其涂层性能不仅得到了有效的提升，同时也降低了模具制造过程中的能源消耗。比如，热工设备在高温环境下使用的部件，假如在工件表面施加隔热涂层的话，那么就可以实现减小热量损失的目的。而在燃料节省方面则可以采用先进的表面工程技术，替代传统污染较大的技术，从而得到改善生产加工环境质量的目的，使该零件的腐蚀、磨损等现象只在其表面发生。针对模具表面出现的损坏现象，只需要加强表面修复的力度即可，而不需要改变材料的整体，确保了材料使用效率的提升；（2）表面工程技术在模具加工制造中的应用，有效地减缓与消除了金属材料表面出现的变化和损伤现象。在模具加工过程中，不管是金属机器设备还是相应的零部件，都因为承受了来自于外界的负荷，而出现了程度不一、形式多样的表面变化或者损伤。所以，对于表面存在宏观缺陷或者微观缺陷的工程材料或者零部件而言，针对其表面缺陷处进行的处理，对于材料腐蚀性能、力学性能、耐磨性能等各方面性能的降低都有着极为重要的意义。而随着表面工程技术的应用，则不仅实现了掩盖材料表面损伤或者缺陷的目的，同时也促进了材料使用可靠性的提升及使用寿命的延长。

2.2 表面工程技术模具型腔表面处理

在进行模具型腔表面处理时，应该根据模具制造的要求和特點，做好以下几方面的工作：（1）模具型腔经过表面涂层或者合金化处理后，低合金钢或者碳素工具钢的综合性能不仅得到了显著的提高，而且硬质合金以及高合金化模具材料的性能指标也得到了大幅度的提升。而这对于模具加工制造企业材料成本的降低而言，具有极为重要的意义。（2）表面工程技术在模具加工制造中的应用，不仅促进了模具型腔表面耐蚀性、耐磨性、抗高温氧化性的全面提升，同时也促进了模具表面硬度的有效提升。另外，随着模具各方面性能的不断提升，模具的使用寿命也随之增加。而且表面工程技术在模具加工制造中的应用，也有助于模具型腔表面脱模能力与抗擦伤能力的提升，促进了模具加工生存效率的进一步提高。（3）表面工程技术在模具加工制造中的应用，促进了模具修复与再制造效率的有效提升。（4）表面工程技术在模具型腔表面纹饰制造中的应用，有效提升了模具产品档次并促进了附加值的大幅度提升，为模具加工制造企业市场竞争力的提升提供了强有力的技术支持。

3 结语

总而言之，表面工程技术作为模具综合性能改善过程中最常用的技术之一，其对于模具综合性能的改善具有极为重要的意义。所以，模具制造企业必须加强模具表面处理技术研究的力度，才能从根本上促进模具综合性能与整体加工质量的有效提升，为整个模具加工制造行业的长期稳定发展奠定坚实的基础。

参考文献

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