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四角螺栓螺柱與六角螺栓螺柱是作為制造業(yè)的重要工藝裝備，它的使用性能，特別是使用壽命反映了一個國家的工業(yè)水平，并直接影響到產(chǎn)品的更新?lián)Q代和在國際市場上的競爭能力。因此，各國都非常重視模具工業(yè)的發(fā)展和模具壽命的提高工作。
目前，我國模具的壽命還不高，模具消耗量很大，因此，提高我國的模具壽命是一個十分迫切的任務(wù)。模具熱處理對使用壽命影響很大。我們經(jīng)常接觸到的模具損壞多半是熱處理不當而引起。據(jù)統(tǒng)計，模具由于熱處理不當，而造成模具失效的占總失效率的50%以上，所以國外模具的熱處理，愈來愈多地使用真空爐、半真空爐和無氧化保護氣氛爐。模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面強化處理?；w強韌化在于提高基體的強度和韌性，減少斷裂和變形，故它的常規(guī)熱處理必須嚴格按工藝進行。表面強化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強化處理方法很多，主要有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。采用不同的表面強化處理工藝，可使模具使用壽命提高幾倍甚至于幾十倍，近幾年又出現(xiàn)了一些新的表面強化工藝。
一低溫化學熱處理
1.離子滲氮
為了提高模具的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞和防粘附性能，可采用離子滲氮。離子滲氮的突出優(yōu)點是顯著地縮短了滲氮時間，可通過不同氣體組份調(diào)節(jié)控制滲層組織，降低了滲氮層的表面脆性，變形小，滲層硬度分布曲線較平穩(wěn)，不易產(chǎn)生剝落和熱疲勞?？蓾B的基體材料比氣體滲氮廣，無毒，不會爆炸，生產(chǎn)安全，但對形狀復雜模具，難以獲得均勻的加熱和均勻的滲層，且滲層較淺，過渡層較陡，溫度測定及溫度均勻性仍有待于解決。
離子滲氮溫度以450～520℃為宜，經(jīng)處理6～9h后，滲氮層深約0.2～0.3mm。溫度過低，滲層太薄；溫度過高，則表層易出現(xiàn)疏松層，降低抗粘模能力。離子滲氮其滲層厚度以0.2～0.3mm為宜。磨損后的離子滲氮模具，經(jīng)修復和再次離子滲氮后，可重新投入使用，從而可大大地提高模具的總使用壽命。
2.氮碳共滲
氮碳共滲工藝溫度較低(560～570℃)，變形量小，經(jīng)處理的模具鋼表面硬度高達900～1000HV，耐磨性好，耐蝕性強，有較高的高溫硬度，可用于壓鑄模、冷鐓模、冷擠模、熱擠模、高速鍛模及塑料模，分別可提高使用壽命1～9倍。但氣體氮碳共滲后常發(fā)生變形，膨脹量占化合物厚度的25%左右，不宜用于精密模具。處理前必經(jīng)去應(yīng)力退火和消除殘余應(yīng)力。
例如：Cr12MoV鋼制鋼板彈簧孔沖孔凹模，經(jīng)氣體氮碳共滲和鹽浴滲釩處理后，可使模具壽命提高3倍。又如：60Si2鋼制冷鐓螺釘沖頭，采用預先滲氮、短時碳氮共滲、直接淬油、低溫淬火及較高溫度回火處理工藝，可改善心部韌性，提高冷鐓沖頭壽命2倍以上。
二、氣相沉積
氣相沉積技術(shù)是一種獲得薄膜(膜厚0.1～5μm)的技術(shù)。即在真空中產(chǎn)生待沉積的材料蒸汽，該蒸汽冷凝于基體上形成所需的膜。該項技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、物理化學氣相沉積(PCVD)。它是在鋼、鎳、鈷基等合金及硬質(zhì)合金表面建立碳化物等覆蓋層的現(xiàn)代方法，覆蓋層有碳化物、氮化物、硼化物和復合型化合物等。
1.物理氣相沉積
物理氣相沉積技術(shù)，由于處理溫度低，熱畸變小，無公害，容易獲得超硬層，涂層均勻等特點，應(yīng)用于精密模具表面強化處理，顯示出良好的應(yīng)用效果。采用PVD處理獲得的TiN層可保證將塑料模的使用壽命提高3～9倍，金屬壓力加工工具壽命提高3～59倍。螺釘頭部凸模采用TiN層壽命不長，易發(fā)生脫落現(xiàn)象。
2.化學氣相沉積
化學氣相沉積技術(shù)，沉積物由引入高溫沉積區(qū)的氣體離解所產(chǎn)生。CVD處理的模具形狀不受任何限制。CVD可以在含碳量大于0.8%的工具鋼、滲碳鋼、高速鋼、軸承鋼、鑄鐵以及硬質(zhì)合金等表面上進行。氣相沉積TiC、TiN能應(yīng)用于擠壓模、落料模和彎曲模，也適用于粉末成型模和塑料模等。在金屬模具上涂覆TiC、TiN覆層的工藝，其覆層硬度高達3000HV，且耐磨性好、抗摩擦性能提高、沖模的使用壽命可提高1～4倍。
3.物理化學氣相沉積
由于CVD處理溫度較高，氣氛中含氯化氫多，如處理不當，易污染大氣。為克服上述缺點，用氬氣作載體，發(fā)展中溫CVD法，處理溫度750～850℃即可。此法在耐磨性、耐蝕性方面不亞于高溫CVD法。PCVD兼具CVD與PVD技術(shù)的特點，但要求精確監(jiān)控，保證工藝參數(shù)穩(wěn)定。
