延长压铸模具使用寿命的方式

材料的金相组织可以通过热处理改变，以确保必要的强度和硬度、高温下尺寸的稳定性、耐热疲劳性和材料的切割性。热处理后的零件变形少，无裂纹，残余内应力尽量减少。

目前，压铸模具一般采用真空淬火，表面无氧化物，模具变形小，模具质量得到更好的保证→球化退火→粗加工→稳定化处理→精加工→较终热处理(淬火、回火)→钳修→抛光→渗氮(或碳氮共渗)→精磨或精研→装配。对H13钢采用高温淬火、双淬火、控制冷却速度淬火、深冷处理等，提高模具性能，提高模具寿命。

压铸模表面强化处理

对模具进行表面处理是延长模具寿命较有效、较经济的方法。通过调整一般热处理工艺，提高钢的强度和韧性。采用不同的表面强化处理工艺，结合适当的心脏性能，可使模具表面具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、耐咬、摩擦系数低等优良性能，使模具寿命提高几倍甚至几十倍。模具表面强化主要有三种类型：1、不改变表面化学成分、激光相变硬化等；2、改变表面化学成分、渗透等；3、表面形成覆盖层、气相沉积技术处理等。

一是不改变表面化学成分强化

激光强化处理：激光作为热源强化材料表面，包括相变硬化、表面溶解、表面涂层等。其特点是材料的表面功率密度至少为103W/cm2.利用高功率、高密度微光东对金属进行表面处理的方法称为激光表面热处理。分为激光相变硬化、激光表面合金化等表面改性，产生其他表面成分、组织和性能的变化。

为了提高表面性能，激光熔覆技术模具表面覆盖一层具有一定性能的薄熔覆材料。H13 钢常规处理，后硬度44HRC，激光淬火。表面硬度可达772HV(相当于62HRC)，淬硬层深度0.63mm。由于以超细化高密度位错马氏体为主的组织，以及激光加热后回火过程中的弥散碳化物，淬火硬度、耐回火稳定性、耐磨性和耐腐蚀性显著提高。激光熔覆技术加工精度高.具有热变形小、后处理量小等特点，具有很大的潜在应用价值。

电火花表面强化：电火花表面强化是利用电极与工件之间在气体中产生的火花放电，将导电材料作为电极熔化到工件表面，形成合金表面强化层。常用的电极材料包括TiC、WC、ZrC而硬合金等，由于电极材料的沉积有规律、较小的生长，提高了工件的表面物理化学性能。如果电极强化工件采用硬质合金，表面硬度可达1100~1400HV ，强化层与基体结合牢固。

二、改变表面化学成分强化

1、渗碳

渗碳是将钢放入渗碳介质中，加热到单相奥氏体区域，保温一段时间，使碳原子渗入钢表面的化学热处理工艺。Ac3以上(850-950 ℃)进行。其目的是在热处理后提高模具表面的碳浓度，从而大大提高表面的硬度和耐磨性。接触疲劳强度大于心脏，心脏保持一定的强度和高韧性。有固体和液体渗碳。

2、渗氮

活性氮原子在一定温度下渗入人工件表面的化学热处理。其目的是提高工件的表面硬度、耐磨性、疲劳极限、热硬度和抗咬性。一般压铸模具淬火回火(45~47HRC)之后，必须渗氮，氮化层深度为0.15~0.2mm。气体渗氮，离子渗氮。H13作为挤压铝型材的空心模具，1080℃油淬 560℃x2h回火两次，硬度48HRC。经过520℃x4h离子渗氮，模具挤压型材从1kg提高4500kg，寿命提高了3倍。

3、N-C共渗(软氮化)

以渗氮为主的碳氮共渗是在较低温度下进行的。软氮化后，表面疲劳强度和耐磨性、抗咬合性、耐擦伤性和腐蚀性能可显著提高。H13钢相对韧性低，膨胀系数大，对热疲劳性能有不利影响。由于C在软氮化过程中e相中溶解度高(550℃时达38%)。565软氮化温度℃以下附近比较好。既能保证渗速，又能保证渗速e y所需的N浓度较高，在表面形成E之前可以有更多的N渗人基体，这有利于在N原子扩散的第二阶段形成合理的扩散层。软氮化时间为2~4h为宜，超过6h，渗N层不再增加，硬度为2~3h达到较大值。

实践证明，合理的气体软氮化工艺如图1所示。

表面渗铝。

渗铝是指铝在金属或合金表面扩散渗人的过程。

渗铝的目的是提高材料的热稳定性、耐磨性和耐腐蚀性。先渗铝后氧化模具表面，使表面产生Fe-Al-O混合物，以减少粘性模具的发生，从而延长模具的使用寿命。常用的渗铝有三种：固体粉末渗铝、热浸镀铝表面喷铝，然后扩散退火。

5.模具渗馅。

渗铬可以提高型腔的硬度HV以上)、耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和耐高温氧化性。对于磨损强的模具，使用寿命可显著提高。铬层厚度一般较小，不影响模具腔的尺寸。例如，铝合金压铸模具3的一般形状和尺寸Cr2W8V，镀铬后的使用寿命可提高10倍左右。

三、表面形成覆盖层强化

气相沉积技术：气相沉积技术是利用气相中的物理化学工艺改变工件表面成分，在表面形成金属或化合物涂层（超硬耐磨或特殊光电性能）的新技术。化学气相沉积(CVD)的沉积物由引人高温沉积区的气体离解所产生。CVD处理后的模具形状不受限制，可在含碳量大于0.8%的工具钢、渗碳钢、高速钢、铸铁和硬质合金表面进行。涂在模具上TiC、TiN涂层工艺的复合硬度高达3万HV，提高模具的耐磨性和耐摩擦性。CVD处理后还需要淬火回火。采用TiC、TiN复合涂层提高了模具的使用寿命。

物理气相沉积(PVD)镀钛采用纳米涂层的新技术，在模具表面沉积多层金属薄膜(膜厚1~7μm)，该膜具有耐磨、耐腐蚀、硬度高的功能。由于该膜不与铝、锌等金属溶液亲和或反应，可以大大提高压铸件的离模性能，不粘合模具。为了获得较佳的综合使用性能，解决传统工艺无法解决的问题，在改善液体金属粘模和热裂方面取得了较佳效果。

四、优化模具设计和压铸工艺

减少模具的尖角和拐角，合理使用材料，规范加工和热处理工艺。模具的氮化处理应控制模具的表面硬度HV≥600氮化层深度达0.12 ~ 0.2mm。正确的预热模具，优化模具，改善内部冷却，使模具达到均匀的热平衡效果，使模具保持低温稳定，合理喷涂涂层，对延缓热疲劳裂纹具有重要意义，提高模具的使用寿命和效率。