模具表面处理新技术的应用

针对目前我国的模具表面处理技术的应用现状，我刊经过用户抽样问卷调查发现，目前，
模具制造企业主要应用的表面处理技术仍是以传统的表面淬火、渗碳

/氮技术、电镀与化学镀

技术为主，而这些技术都不同程度地存在表面硬度分布不均、热处理变形等难以解决等多方
面的问题。对于今后的技改方向，大家的共同关注点在于新技术的应用，如表面涂层技术 、
TD 覆层处理技术、激光表面强化技术和电子束强化技术等。以下我们就特别邀请了几位业界
的技术专家，分别对用户的这些关注点做深入探讨，希望有益于广大模具企业的技术升级。

 

CVD 技术 
CVD（化学气相沉积）和 PVD（物理气相沉积）技术均被广泛应用于模具表面处理，其中
CVD 涂层技术具有更卓越的抗高温氧化性能和强大的涂层结合力，在高速钢切边模、挤压
模上应用效果良好。

 

CVD 技术是一种热化学反应过程，是在特定的温度下，对经过特别处理的基体零件（包括
硬质合金和工具钢）所进行的气态化学反应，即利用含有膜层中各元素的挥发性化合物或
单质蒸汽，在热基体表面发生气相化学反应，反应产物沉积形成涂层的一种表面处理技术
可适用于各种金属成形模具和挤压模具。一般情况下，经过处理的零件具有很好的耐磨性能、
抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。该技术也被广泛应用于各种硬质合金刀片和冲头。但是，由
于

CVD 是一个高温过程，对于大多数的钢质零件，在 CVD 涂层后要进行再次热处理。 

1.  技术特点 
一般的

CVD 加工处理温度为：Bernex 高温涂层，900～1050

℃；Bernex MT CVD 中温涂层，

720～900

℃。涂层厚度范围是 5～12mm，但在有些情况下，涂层厚度可达 20mm，工艺时

间范围为

 8～24h。 

CVD 技术具有以下特点： 
（

1）涂层材料具有极高的韧性，硬度可高达 HV2500～3800，抗氧化温度可达 900

℃以上。 

（

2）可同时进行技术处理的工件数量大，可大幅提高模具制造效率。 

（

3）在高温处理反应器内无需旋转零件。 

（

4）无论是具有复杂几何形状或者有内孔的零件，都可以实现高度均匀的涂层厚度。 

（

5）具有很好的耐高温氧化性能。 

2.  典型的涂层应用 
在铝合金的冷锻、成形、挤压模具上的

HSM 涂层、硬质合金模具的 TiN/TiC 涂层等表面处理

方面，

CVD 涂层技术的性能远远高于 PVD 涂层技术。其原因在于 CVD 涂层温度高，涂层

结合力强，涂层可以在

5～20mm 厚度上进行选择，同时具有很好的抗高温氧化性能，因此

在高速钢切边模、挤压模上应用效果良好。

 

3.经济性分析 
CVD 涂层技术在模具的表面改性方面，具有十分可观的经济性能： 
（

1）可以提高模具的使用寿命，提高模具的耐磨性能，降低产品的模具成本、 

（

2）可以显著提高该模具成形产品零件的表面质量，显著提高生产效率，减低产品报废率，

提高工艺稳定性。