1、熱擴滲技術(shù)
熱擴滲技術(shù)是用加熱擴散的方式使欲滲金屬或非金屬元素滲入金屬材料或工件的表面，從而形成表面合金層的工藝。其突出特點是擴滲層與基材之間是靠形成合金來結(jié)合的，具有很高的結(jié)合強度，這是其它涂層方法如電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、甚至物理氣相沉積技術(shù)所無法比擬的。
常用于熱擴滲的合金元素包括碳、氮、硅、硼、鋁、釩、鈦、鎢、鈮、硫等。上述元素都已在不同程度上應(yīng)用于各類模具型腔表面的強化。隨著熱擴滲技術(shù)的不斷發(fā)展，二元乃至多元共滲工藝在模具表面強化中發(fā)揮越來越大的作用。對不同滲入元素或不同模具種類而言，滲入工藝也不盡相同，這里介紹在模具表面強化中應(yīng)用最多的幾種熱擴滲工藝。
1.1滲碳
滲碳具有滲速快、滲層深、滲層硬度梯度與成分梯度可方便控制、成本低等特點，能有效地提高材料的室溫表面硬度、耐磨性和疲勞強度等。滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強化的第一個方面是低、中碳鋼的滲碳。滲碳應(yīng)用于冷作、熱作和塑料模具上，都能提高模具壽命。
對于注塑模，特別是在成形對型腔起磨粒磨損的塑料制品時，可采用20#鋼粗加工成模，進行型腔表面滲碳，再經(jīng)過精加工拋光后投入使用，除了可以降低表面粗糙度外，模具的耐磨性也會相應(yīng)提高。又如3Gr2W8V鋼制壓鑄模具，先滲碳再經(jīng)1140℃-1150℃淬火，550℃回火兩次，表面硬度可達58-61HRC，使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8-3.0倍。
滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強化的第二個方面是“碳化物彌散析出滲碳”，簡稱CD滲碳法。它是采用含有大量強碳化物形成元素（如Cr、Ti、Mo、V）的模具鋼在滲碳氣氛中加熱，在碳原子自表面向內(nèi)部擴散的同時，滲層中會沉淀出大量彌散合金碳化物，如（Cr.Fe）7C3、（Fe.Cr）3C、V4C3、TiC，從而實現(xiàn)了CD滲碳。CD法滲碳層中，滲層表面含碳量（質(zhì)量分數(shù)，下同）高達2%-3%，彌散碳化物含量達50%以上，且碳化物呈細小均勻分布。
CD滲碳件直接淬火或重新淬火回火后可獲得很高的硬度和優(yōu)異的耐磨性。經(jīng)CD滲碳的模具心部沒有出現(xiàn)象Cr12型模具鋼和高速鋼中的粗大共晶碳化物和嚴重碳化物偏析，因而其心部韌性比Cr12MoV鋼提高3-5倍。實踐表明，CD滲碳模具的使用壽命大大超過消耗量占冷作模具鋼首位的Cr12型冷作模具鋼和高速鋼。
熱擴滲技術(shù)是用加熱擴散的方式使欲滲金屬或非金屬元素滲入金屬材料或工件的表面，從而形成表面合金層的工藝。其突出特點是擴滲層與基材之間是靠形成合金來結(jié)合的，具有很高的結(jié)合強度，這是其它涂層方法如電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、甚至物理氣相沉積技術(shù)所無法比擬的。
常用于熱擴滲的合金元素包括碳、氮、硅、硼、鋁、釩、鈦、鎢、鈮、硫等。上述元素都已在不同程度上應(yīng)用于各類模具型腔表面的強化。隨著熱擴滲技術(shù)的不斷發(fā)展，二元乃至多元共滲工藝在模具表面強化中發(fā)揮越來越大的作用。對不同滲入元素或不同模具種類而言，滲入工藝也不盡相同，這里介紹在模具表面強化中應(yīng)用最多的幾種熱擴滲工藝。
1.1滲碳
滲碳具有滲速快、滲層深、滲層硬度梯度與成分梯度可方便控制、成本低等特點，能有效地提高材料的室溫表面硬度、耐磨性和疲勞強度等。滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強化的第一個方面是低、中碳鋼的滲碳。滲碳應(yīng)用于冷作、熱作和塑料模具上，都能提高模具壽命。
對于注塑模，特別是在成形對型腔起磨粒磨損的塑料制品時，可采用20#鋼粗加工成模，進行型腔表面滲碳，再經(jīng)過精加工拋光后投入使用，除了可以降低表面粗糙度外，模具的耐磨性也會相應(yīng)提高。又如3Gr2W8V鋼制壓鑄模具，先滲碳再經(jīng)1140℃-1150℃淬火，550℃回火兩次，表面硬度可達58-61HRC，使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8-3.0倍。
滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強化的第二個方面是“碳化物彌散析出滲碳”，簡稱CD滲碳法。它是采用含有大量強碳化物形成元素（如Cr、Ti、Mo、V）的模具鋼在滲碳氣氛中加熱，在碳原子自表面向內(nèi)部擴散的同時，滲層中會沉淀出大量彌散合金碳化物，如（Cr.Fe）7C3、（Fe.Cr）3C、V4C3、TiC，從而實現(xiàn)了CD滲碳。CD法滲碳層中，滲層表面含碳量（質(zhì)量分數(shù)，下同）高達2%-3%，彌散碳化物含量達50%以上，且碳化物呈細小均勻分布。
CD滲碳件直接淬火或重新淬火回火后可獲得很高的硬度和優(yōu)異的耐磨性。經(jīng)CD滲碳的模具心部沒有出現(xiàn)象Cr12型模具鋼和高速鋼中的粗大共晶碳化物和嚴重碳化物偏析，因而其心部韌性比Cr12MoV鋼提高3-5倍。實踐表明，CD滲碳模具的使用壽命大大超過消耗量占冷作模具鋼首位的Cr12型冷作模具鋼和高速鋼。