眾所周知，磨損、黏結均發（fā）生在表（biǎo）麵，疲勞、斷裂也往往從表麵（miàn）開始，因（yīn）此對模具 表麵的加工質量要求非常高（gāo）。表麵（miàn）強化的主要目的是提高模具表麵的耐磨性、耐蝕性和潤滑性（xìng）能。但實際上由於（yú）加工痕（hén）跡的存在，熱處理時表麵氧化脫碳也在所難免。

一般從模具失效分析得知，45%的模具失效是由於熱處理不當造成的。模（mó）具的表麵性能（néng）反而比（bǐ）基體差（chà）。

采用（yòng）熱處理（lǐ）新技術是（shì）提高模具性能（néng）的經濟而有效的重要措（cuò）施。模具熱處理工藝包括基體強韌化（huà）和表麵強化（huà）處理。基體的（de）強（qiáng）韌化在（zài）於提高（gāo）基體的強度和韌度，減少斷（duàn）裂和變形。因此，必須（xū）做好以下熱處理工藝。

(1)模具的整體強韌化工藝

模具既要具有優良的整體強韌化性能，又要具有優異的型腔表麵性能（néng），這樣才能提高模具的使用壽命，為了達到這（zhè）個要求，出（chū）現了在對模具整體強韌化的基礎上再進行表麵強化的各種處理工藝對普通冷作模具鋼（gāng），采用低溫淬火與低溫回火處理，可（kě）收到增（zēng）加韌（rèn）性、減少脆性和折斷（duàn）的良（liáng）好效果; 對熱作模具（jù）鋼，采用高溫淬火與高溫回火處理，可顯著提（tí）高熱作模具鋼的強韌性和熱穩定性。例（lì）如，對於3Cr2W8V材料製（zhì）成的壓（yā）鑄模，采用400~500℃及 800~850℃的兩次預先正火而後進行高溫淬火、回火（huǒ）處理，可提高韌性40%，模具壽命（mìng）可提高（gāo）1 倍。

除此之外，還可采用形變熱處（chù）理（lǐ）。變形熱處理是（shì）把鋼的強化與相變強化結合起來的一種強韌化工藝（yì）。形（xíng）變熱處（chù）理的強韌化本質在於獲得細小的奧氏體（tǐ）晶粒，細化馬氏體增加了馬氏體（tǐ）中的位錯密度並形成胞狀亞結構，同（tóng）時促進碳化物的彌散硬化作用（yòng）。

(2)模具的表麵強化熱處理

模具表麵強化處（chù）理工藝主要有氣（qì）體氮化法、離子氮（dàn）化法、電火花表麵（miàn）強化法、滲硼、TD法、CVD 法、PVD法、激光表麵強化法、離子注入法、等離子噴塗（tú）法等。

①氣體軟氮化使氮在氮化溫度（dù）分解後產生活（huó）性（xìng）氮（dàn）原子，被金（jīn）屬（shǔ）表麵吸收（shōu）滲入鋼中並且不斷自表（biǎo）麵向內擴散，形成氮化（huà）層。模具經（jīng）氮化處理後，表麵硬度可達950~1200HV，使（shǐ）模具具有很高的紅硬度和高的疲（pí）勞強度（dù），並提高模具表麵的（de）光潔度和抗咬合能力。

②離子氮化將待處理的模（mó）具放在真空容器中，充以一定壓力的（de）含氮氣體(如氮或氮氫混合氣) ，然後以被處理模具作陰極以真空容器的罩壁作陽極，在陰陽（yáng）極（jí）之間加400~600V的（de）直流電壓，陰陽極間便產生輝光放電，容器裏的氣體被（bèi）電離，在（zài）空間產（chǎn）生大量（liàng）的電子與離子。在電場的作用下（xià），正離子衝向陰極，以很高的速度轟擊模具表麵，將模具加（jiā）熱。正（zhèng）離子衝入模具表麵，獲得電子，變（biàn）成氮原子被模具表（biǎo）麵吸收，並向內擴散形成氮化層。應用離子氮化法可提高（gāo）模具的耐磨性和疲勞強度。

③電火花表（biǎo）麵強化這是一（yī）種直（zhí）接利用電能的高能量密（mì）度對（duì）模具表麵進行強化處（chù）理的工藝。它是通過火花放電的作用，把（bǎ）作為電極的導電材料滲（shèn）進金屬工件表層，從而形成合金化的表麵強化層，使工件表麵的（de）物理、化（huà）學性能和力（lì）學性能得到改善。例如采用 WC、 TiC等硬質（zhì）合（hé）金（jīn）電極材料強化高（gāo）速（sù）鋼或合金工具鋼表麵，可形成顯微硬度1100HV以上的耐磨、耐蝕和具有紅（hóng）硬性的強化層，使模具（jù）的使（shǐ）用壽命明顯提高。電火花表麵強化的優點是設備簡（jiǎn）單、操作方便（biàn），處理後的模具耐磨性提高顯著 ; 缺點是強化表麵較（jiào）粗糙，強化層厚度較薄，強化處理的（de）效（xiào）率低。

④滲硼由於滲硼層具有良好的紅硬性、耐磨性，通（tōng）過滲硼能顯著提高模具表麵硬度(達到1300~2000HV) 和耐磨（mó）性，可廣泛用於模具表麵（miàn）強化，尤其適用於處理在磨粒磨損條件下的模（mó）具。但滲硼層往往存著（zhe）較大的脆（cuì）性，這也限製了它的應用。

⑤TD熱處理 在空氣爐或（huò）鹽槽中放入一個耐熱鋼製的坩堝，將硼（péng）砂放入坩（gān）堝加熱熔化至800~1200 ℃，然後加入相應的碳化物形成粉（fěn）末(如鈦、鋇、铌、鉻)，再將鋼或硬質（zhì）合（hé）金（jīn）工件放入坩堝中浸漬保溫 1~2h ，加入元素將擴散至（zhì）工件表麵並與鋼中的碳發生反應形（xíng）成碳化物層，所得到的碳化物層具有很高的硬度和耐磨性。

⑥CVD法(化學氣相沉積（jī） )將模具放在氫氣(或（huò）其它保護氣體)中加熱至 900~1200 ℃後，以其為載氣，把低溫汽（qì）化揮發的（de）金屬（shǔ）化合（hé）物（wù）氣體如四氯化鈦和甲烷(或其它碳氫化合物) 蒸氣帶入爐中，使（shǐ） TiCL4 中的鈦和碳氫化（huà）合物中的碳(以及鋼表麵的碳分) 在模具（jù）表麵進行化學反應，從而生（shēng）成一層所需金屬化合物塗層 ( 如（rú）碳（tàn）化鈦)。

⑦PVD法在（zài）真空室中使強化用的（de）金屬原子蒸發，或通過（guò）荷能粒子的轟擊，在一個電流偏壓的作用下，將其吸引並沉積到工（gōng）件表麵形成強化層。利用PVD 法可在工件表麵沉積碳化鈦、氮化鈦（tài）、氧化（huà）鋁等多種化合物（wù）。

⑧激光表麵強化當（dāng）具有一定功率的激光（guāng）束以一定的掃描速度照射到經過黑化處理的模具工作表麵時（shí），將使模具工作表麵在很短時間（jiān）內由於吸收激光的能量而急劇升溫（wēn）。當激光束移開時，模具工作表麵由基（jī）材自身傳導（dǎo）而迅速冷卻，從而形成具有一定性能的表麵（miàn）強化層，其（qí）硬度可提高15%~20% ，此外還具（jù）有耐磨性高、節能效（xiào）果顯著以及可改善工作（zuò）條件等優點。

⑨離（lí）子注（zhù）入 利用小型低能離子加速（sù）器，將需要注入元素的原子，在加熱器的離子源中電離成離子，然後通過離子加熱器（qì）的高電壓電場將其加熱，成（chéng）為高速離子流，再經過磁（cí）分析器提煉後，將離子束強行打入置於靶（bǎ）室中的模具工作表麵，從而改變（biàn）模具表麵的顯微硬度和表麵粗糙度（dù），降低表麵摩擦係數，最終提高工件的使用（yòng）壽命（mìng）。