材料表界面论文

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1、模具工业的发展现状模具是机械的、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺设备。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济的发展起着不容置疑的关键作用。近十几年来，随着我们经济的快速发展，作为各种工业基础的模具行业也得到了蓬勃发展，只有促进模具工业的发展，才能为我国经济的持续发展提供必要的工业设备。现在，我国的模具制造技术与以前相比有了很大的进步，但是与发达国家相比仍有很大的差距。主要表现在模具使用寿命与国外有很大的差距，究其原因很大程度上在于模具材料、热处理以及表面处理技术上的落后，使

2、用进口材料科提高模具的使用寿命，但是价格昂贵。所以研究和开发新材料、发展新工艺、新的热处理技术和表面处理技术，充分发挥现有模具材料的潜力是很有价值的研究方向。在我国未来十年模具工业和技术的发展方向中，提高模具寿命，发展优质模具材料和先进的表面处理技术是其中的重要内容模具常见失效形式及模具的润滑模具的种类繁多，各种模具的工作条件差异很大，所以影响模具寿命的因素也很多。综合而言，可以大致划分为如下一些基本的失效形式：断裂与疲劳、塑性变形、磨损、咬合、冷热变形疲劳等几种。模具断裂与疲劳失效的主要原因是模具使用时的超载、材料的脆化、表面形成微裂纹以及模具设

3、计不当造成的；塑性变形失效主要是由于模具的强度不够或者热处理工艺不合适，未能充分发挥模具材料的强韧性造成的，同时对热作模具钢而言，红硬性不够高也能造成模具塑性变形失效的一个原因；冷热疲劳失效是由于模具表面承受反复的冷热循环应力，在表面产生细小的微裂纹，然后逐渐扩大最终导致模具失效，这种情况可以通过表面强化技术和表面处理工艺加以改善；磨损失效时由于工件和模具表面发生摩擦，模具表面产生沟痕、剥落等损坏，最终影响模具的成型精度和工件表面质量而发生的失效，磨损失效与模具表面硬度、摩擦系数、耐磨性、表面的粗糙度等有关；咬合失效是由于在高摩擦力的作用下，润滑剂

4、形成的薄膜破裂，使模具表面与工件表面直接发生接触，由于局部产生的高温使俩金属发生熔合、冷焊，而擦伤表面，形成魔力磨损最终损坏模具。提高和改善抗咬合和磨损能力的有效手段就是表面强化处理。对于冲裁模具和拉伸模具，工作时模具表面承受很大摩擦力，其主要的失效形式是过量磨损。多数冲压模和拉伸模在工作时都需要润滑。一般的润滑方法主要三种：（1）使用低粘度润滑油或合成润滑油；（2）在普通润滑油中添加润滑剂；（3）在摩擦副零件表面上形成固体润滑材料，其中包括电解渗硫和辉光放电渗硫以及沉积MoS2等。采取适当的润滑方法可以减小金属变形过程中材料与模具间的摩擦系数，降

5、低摩擦力从而降低冲压设备的设备吨位，减小模具磨损，保护模具的刃口与型腔表面，以及防止冲压件表面擦伤、划痕等，有效延长寿命，提高冲压件的质量。当然减少磨损的措施很多，如选用合适的冲压材料，以及对材料进行适当的预处理；设计合理的冲压和拉伸模，根据模具的工作特点对其进行适当的表面处理，是减少磨损、保护模具、提高产品质量的有效措施，在试驾中已经得到了广泛的应用。目前用于模具的表面处理方法很多，但是各有特点和利弊，因此，为了提高模具寿命，选择合适、经济、有效的模具表面处理方法是很有意义的研究内容。模具制造表面工程技术的进展表面工程是一门范围广阔的学科，它是现

6、状技术与传统表面技术相结合而繁衍、发展起来的，包括表面改性、涂层、薄膜三大技术，它可以形成不同硬度和层厚的配合，大大提高材料的使用性能。表面工程是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支，它逐渐成为主导21世纪的关键技术和支撑所有部门的重要领域。表面工程技术的发展很迅速，如多层结构薄膜、梯度材料及符合材料等技术在表面工程技术中得到了发展和应用。电刷镀+等离子喷镀、离子氮化+激光表面改性、复合PVD镀膜、化学热处理、含添加剂的油润滑等。表面工程技术在模具加工和制造领域中的应用。在很大程度上弥补了模具材料的不足。表面工程技术应用于模具表

7、面，可以起到如下作用：1）提高模具表面硬度、耐磨性、抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命；2）提高模具表面抗擦伤和脱模能力，提高模具的生产效率；3）用普通合金钢经过表面处理后性能达到高合金模具材料和硬质合金的性能指标，可以大幅度降低模具材料的成本，简化模具制造加工工艺和热处理工艺，降低生产成本；1）用于模具的修复。模具材料是模具工业的基础，但即使是新型模具材料仍难以满足模具的较高综合性能的要求，采用表面工程技术可在一定程度上弥补模具材料的不足。可用于模具制造的表面工程技术十分广泛，既包括传统的表面淬火技术、热扩渗技术、堆焊技术和电镀硬铬技术，又

8、包括近20年来迅速发展起来的激光表面强化技术、物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、离子注入技术、热喷涂技术、热喷焊技术、复