模具材料热处理的发展趋势

模具的制造精度：热处理引起的不均匀、不完全的显微组织转变和过大的残余应力，使热处理后的模具在加工、装配和使用过程中产生变形，从而降低模具的精度

甚至报废。模具的强度：由于热处理工艺不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完善，导致处理后的模具强度（硬度）达不到设计要求。

模具的工作寿命：热处理造成的不合理的显微组织和过大的晶粒度，导致模具的韧性、冷热疲劳性能、耐磨性等主要性能下降，影响模具的工作寿命

模具制造成本：作为模具制造过程的中间环节或最后一道工序，热处理引起的开裂、变形超差、性能超差，多数情况下会使模具报废，即使修复后还能继续使用，也会增加工时，延长交货期，增加模具制造成本。

正是热处理技术与模具质量密切相关，使得这两种技术在现代化进程中相互促进，共同提高，20世纪80年代以来，真空热处理技术、模具表面强化技术和模具材料预硬化技术在世界范围内迅速发展。

1.模具真空热处理技术

真空热处理技术是近年来发展起来的一种新型热处理枝术，其特性正是模具制造中迫切需要的，如防此加热氢化脱碳，真空脱气或除气，消除氢脆，从而提高材料（零件）的塑性、韧性和疲劳强度。真空加热慢、零件内外温差小等因素决定了真空热处理工艺引起的零件变形较小，

根据冷却介质的不同，真空淬火可分为真空油冷淬火、真空风冷淬火、真空水冷淬火和真空硝酸盐等温淬火。模具的真空热处理主要采用真空油冷淬火、真空风冷淬火和真空回火。为了保持工件（如模具）真空加热的优良特性，冷却剂的选择和配方以及冷却工艺非常重要。模具的淬火工艺主要采用油冷、风冷。

对于热处理后不再加工的模具工作面，淬火后应尽量采用真空回火，尤其是真空淬火的工件（模具），可以提高与表面质量有关的机械性能，如疲劳性能、表面亮度耐腐蚀性等。

热处理过程计算机模拟技术（包括微观组织模拟和性能预测技术）的成功开发和应用，使模具热，处理智能化成为可能。由于模具具有小批量（甚至单件）、多品种、热处理性能要求高、无废品等特点，因此有必要对模具进行智能化热处理。模具智能热处理包括：定义模具的结构、材料和热处理性能要求；模具加热过程温度场和应力场分布的计算机模拟：模具冷却过程温度场、相变过程和应力场分布的计算机模拟；加热和冷却过程的模拟；淬火工艺的制定；热处理设备的自动控制技术。国外发达国家，如美国、日本，在真空高压气体淬火方面都进行了研发，主要针对模县。

2.模具表面处理技术

在模具工作中，除了具有足够高的强度和韧性的基体的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能是指：耐磨性、耐魔蚀性、摩擦系数、疲劳性能等。仅仅通过基体材料的改进来提高这些性能是非常有限和不经济的，而表面处理技术往往可以事半功倍，这也是表面处理技术得到快速发展的原因。

樽县表面外理技术是通讨表面涂层，表面改性或复合处理技术改变模县表面的形状、化学成分，组织结构和应力状态，以获得所黑表面性能的系统工程。从表面的理的方式来看，可分为化学法、物理法、物理化学法和机械法。尽管旨在改善模具表面性能的新处理技术不断涌现，但在模具制造中主要采用渗氨、渗碳和硬化膜沉积。

渗氨工艺包括气体渗氨、离子渗氨、波体渗氨等。在每种渗氨模式下，都有多种渗氨工艺，可以满足不同钢种、不同工件的要求。渗氨技术可以形成性能优异的表面，与模县钢的淬火工艺有很好的配合。同时，渗氨温度低，渗氙后无需剧烈冷却，模是变形极小，因此，浚氨技术在模县表面强化中应用较星，也最广泛。

模具渗碳的目的主要是提高模具的整体强度和韧性，即模具的工作表面具有较高的强度和耐磨性。由此引入的技术思路是用较低等级的材料代替较高等级的材料，即通过渗碳淬火，来降低制造成本

目前，Cvd和Pvd是成熟的硬化膜沉积技术。为了增加膜工件表面的结合强度，已经开发了各种增强的Cvd和Pvd技术。硬化膜沉积技术首先应用于工具（工具、切削丅具、测量丅具等。），而日效果极传。作为标准工艺，许多工具都涂有硬化膜，自20世纪80年代以来，涂层硬化膜技术已用于模具，在目前的技术条件下，硬化膜沉积技术（主要是设备）成本较高，目前仍只应用于一些精密、长寿命的模具。如果建立热处理中心，涂硬化膜的成本会大大降低。如果有更多的模具采用这项技术，可以整体提升我国的模具制造水平。