模具在工作中除了要求基體擁有足夠高的強度跟韌性的合理配合外,其表面性能對模具的工作性能跟運用壽命至關重要。這些表面性能指:耐磨損性能、耐腐蝕性能、摩擦系數、疲勞性能等。這些性能的改善,單純依賴基體材料的改進跟提升是十分有限的,也是不經濟的,而通過表面處理技術,往往能夠收到事半功倍的效果,這也正是表面處理技術得到迅速發展的原因。
模具的表面處理技術,是通過表面涂覆、表面改性或復合處理技術,改變模具表面的形態、化學成分、組織結構跟應力狀態,以取得所需表面性能的系統工程。從表面處理的方式上,又可分為:化學方法、物理方法、物理化學方法跟機械方法。
雖然旨在提升模具表面性能新的處理技術繼續涌現,但在模具制造中應用較多的主要是滲氮、滲碳跟硬化膜沉積。滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方式,每一種滲氮方式中,都有若干種滲氮技術,能夠適應不一樣鋼種不一樣工件的要求。因為滲氮技術可形成優良性能的表面,而且滲氮工藝跟模具鋼的淬火工藝有良好的協調性,同時滲氮溫度低,滲氮后不需白熱化冷卻,模具的變形極小,因此模具的表面強化是采用滲氮技術較早,也是應用最廣泛的。
模具滲碳的目標,主要是為了提升模具的整體強韌性,即模具的工作表面擁有高的強度跟耐磨性,由此引入的技術思路是,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來取代較高級另外材料,從而降低制造成本。硬化膜沉積技術目前較成熟的是CVD、PVD。為了增加膜層工件表面的結合強度,現今發展了多種增強型CVD、PVD技術。
硬化膜沉積技術最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用,效果極佳,多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術。目前的技術條件下,硬化膜沉積技術(主要是設備)的成本較高,依然只在一些精密、長壽命模具上應用,如果采用建設熱處理中心的方式,則涂覆硬化膜的成本會大大降低,越來越多的模具如果采用這一技術,能夠整體提升我國的模具制造水平。