干 →除氢→ 入库。
常用的电镀方法
镀硬铬、硬镍是模具表面处理技术中的传统技 术，通过利用电化学的方法在模具工作面上沉积 薄层金属或合金的一种湿式镀覆。电镀操作温度 低，模具发生变形较小，模具本身的性能几乎不 受影响，镀层的摩擦系数低，显微硬度可达800 HV，可以大大提高模具的耐磨性。但是，镀层 的孔隙较大，耐腐蚀性能不高，不适用于耐腐蚀 性要求高的模具。同时，由于电镀具有尖端效应， 对于多孔、形状复杂的模具也不适用。
刷镀工艺简单，沉积速度快，操作方便，镀层质量和 性能较好。易于现场操作，不受模具大小和形状的限制， 用在报废模具和大模具的修复上经济效益明显。
电刷镀的原理
电刷镀的原理示意图
镀笔 镀笔是电刷镀的重要 工具，主要由阳极、绝缘手 柄和散热装置组成。
镀笔结构图
不同要大的镀槽设备。
渗钒层。
第二节模具表面的化学热处理技术
TD覆层的主要特点
（1）具有很高的表面硬度，可达HV2800～3200，远 高于氮化和镀硬铬等表面处理方法，因而具有极高的表面 耐磨、抗拉伤和耐腐蚀等性能。
（2）由于表面覆层是通过金属原子的扩散作用形成的， 因此覆层与基体具有冶金结合，结合力较镀硬铬、PVD或 PCVD的镀层高得多，这一点对于成形类模具的应用极其 重要。
第二节模具表面的化学热处理技术
如固体渗铬，渗剂为100～200目铬铁粉(含 Cr65％)(40—60)％+NH4Cl(12—3)％，其余 为Al2O3,
渗铬过程 当加热至1050℃的渗铬温度时，氯 化铵分解形成HCl，HCl与铬铁粉作用形成CrCl2， 在CrCl2迁移到工件表面时，分解出活性铬原子 [Cr]渗入工件表面。与此同时，氯与氢结合成 HCI，HCI再至铬铁粉表面形成CrCl2，并重复前 述过程而达到渗铬目的。
碳氮共渗已应用于压铸模、挤压模、塑料模等。
第二节模具表面的化学热处理技术
四、渗硼
渗硼是将钢的表面渗入硼元素以获得铁的硼化物的 热处理工艺方法。
通过渗硼能显著提高钢件表面硬度(l400— 2000HV)和耐磨性，以及具有良好的红硬性及耐蚀 性。
钢的表面渗入硼后，由于硼在α -Fe中的溶解度很 小，因此会形成硼化物Fe2B (硬度为l400— 1600HV) ，或FeB (硬度为l800—2000HV) 。 Fe2B脆性较小，一般呈梳齿状楔入基体；FeB脆性 较大，易剥落。
三、化学镀
化学镀是利用还原剂把电解质溶液中的金属离子 化学还原在呈活性催化的工件表面沉积出能与基体 表面牢固结合的涂镀层。化学镀不需外加电流。因 此，化学镀没有电镀中因为电力分布不均而造成的 深镀和分散能力差的问题。
化学镀对于形状复杂、多孔洞、有棱边夹角的模 具的处理最为有效，克服了电镀的缺点与不足。
第二节模具表面的化学热处理技术
3、气体法渗金属
一般在密封的罐中进行，把坩埚加热至渗金
属温度，被渗金属的卤化物气体掠过工件表面时
发生置换、还原、热分解等反应，分解出的活性
金属原子渗入工件表面。
以气体渗铬为例，其过程是：把干燥氢气通过 浓盐酸得到HCl气体后引入渗铬罐，在罐的进气口 处放置铬铁粉。当HCl气体通过高温的铬铁粉时， 制得了氯化亚铬气体。当生成的氯化亚铬气体掠 过零件表面时，通过置换、还原、热分解等反应， 在零件表面沉积铬，从而获得渗铬层。
第二节模具表面的化学热处理技术
2、盐浴渗硼
常用盐浴成分有下列三种： (1) 60％硼砂十40％碳化硼或硼铁；， (2) 50—60％硼砂+40—50％S1C； (3) 45％BaCI+45％NaCI+10％B4C或硼铁。
盐浴渗硼同样具有设备简单，渗层结构易于控制 等优点。但有盐浴流动性差，工件粘盐难以清理等缺 点。一般盐浴渗硼温度采用950—1000℃，渗硼时 间根据渗层深度要求而定，一般不超过6小时。因为 时间过长，不仅渗层增深缓慢，而且使渗硼层脆性增 加。
电刷镀的应用
电刷镀应用于热作模具，可提高模具寿命 50％－200％，主要原因是刷镀层有良好的红 硬性、耐磨性和抗氧化能力。
材料为3Cr2w8V的热冲模刷镀处理后表面 硬度达750 HV，模具寿命提高1－3倍。
电刷镀也可以大幅度提高冷作模具的寿命， 这是因为刷镀层有高的硬度和良好的抗粘着性 能。如连杆盖模3Cr2W8V经刷镀处理后提高 寿命54．5％。
化学镀可在工件表面形成单一金属层（如镀镍）、 合金镀层（如Ni-P化学镀）、复合镀层和非晶态镀 层等。
化学镀的应用
在汽车用铸模、铝模具上化学镀镍，不仅可 以提高脱模效果，还可使模具的使用寿命提高 50％以上 ，且零部件的光洁度高。
如用45钢加表面Ni-P化学镀代替不锈钢制 作塑料型材挤出模，不但降低模具制造成本， 而且可以提高模具寿命，由于镀层改善了脱模 性能，塑料成形周期缩短，型材表面质量显著 改善。
第二节模具表面的化学热处理技术
气体渗铬速度较快，但氢气容易爆炸，氯化氢具有 腐蚀性，故应注意安全。
渗金属法的进一步发展是多元共渗，即在金属表面 同时渗入两种或两种以上的金属元素，如铬铝共渗， 铝硅共渗等等。与此同时，还出现金属元素与非金属 元素的两种元素的共渗，如硼钒共渗，硼铝共渗等。 进行多元共渗的目的是兼取单一渗的长处，克服单一 渗的不足。例如硼钒共渗，可以兼取单一渗钒层的硬 度高、韧性好和单一渗硼层层深较厚的优点，克服了 渗钒层较薄及渗硼层较脆的缺点，获得了较好的综合 性能。
第二节模具表面的化学热处理技术
渗剂中各部分的作用
B4C为硼的来源，KBF4是催渗剂，SiC是填充 剂，Mn-Fe则起到使渗剂渗后松散而不结块的作 用。一般渗硼后冷至室温开箱时，渗剂松散，工 件表面无结垢等现象，无需特殊清理。由于固体 渗硼法无需特殊设备，操作简单，工件表面清洁， 已逐渐成为最有前途的渗硼方法。
钢件镀铬工艺流程
除蜡 → 热浸除油 → 电解除油 → 弱酸浸 蚀 → 镀铜 → 镀镍 → 镀铬。
镀铬的种类
装饰性镀铬、镀硬铬、松孔镀铬。
二、电刷镀
电刷镀是在导电工件（或模具）表面需要镀覆的表面 快速沉积金属层的工艺。
电刷镀又称为选择电镀、无槽镀、涂镀、笔镀、擦 镀等。 它是电镀的一种特殊方式，不用镀槽，只需在不 断供电解液的条件下，用一支镀笔在工件表面上进行擦 拭，即可获得电镀层。
第二节模具表面的化学热处理技术
2、液体法渗金属
分为两种，一种是盐浴法，一种是热浸法。
目前最常用的盐浴法渗金属是TD法。它是在熔融 的硼砂浴中加入被渗金属粉末，工件在盐浴中被加热， 同时还进行渗金属的过程。
以渗钒为例：把欲渗工件放人 (80—85)％ Na2B407＋20～15)％钒铁粉盐浴中，在950℃保温 3—5小时，即可得到一定厚度(几个微米到20微米)的
（2）由磨粒磨损、粘着磨损、摩擦氧化或其共同作用 而引起的工件尺寸超差等问题，如冲裁、冷镦、粉末冶 金等模具或其他零配件，通过TD覆层处理后，可提高 使用寿命数倍至数十倍。
第二节模具表面的化学热处理技术
TD法的应用
（1）汽车冲压件成形模具
在高强度钢板和厚料板的冲压成形过程中，未经过表面 处理的工件表面拉伤严重，有些甚至无法正常生产。经TD 覆层处理后，一方面根本上解决了工件表面的拉伤问题， 无须经常停机修磨模具，提高了生产效率，改善了产品的 外观。另一方面，模具寿命一般可以达数十万件，并能确 保冲压件尺寸的一致性，有效提升产品质量。
（3）TD覆层厚度可达4～20mm，覆层致密光滑。 （4）具有极高的耐腐蚀性能。 （5）可以实现重复处理。
第二节模具表面的化学热处理技术
缺点
是盐浴有比重偏析，必须在渗入过程中不断搅动盐 浴。另外，硼砂的PH值为9，有腐蚀作用，必须及时 清洗工件。
适用材料
只要材料含有一定量的碳元素，如含碳量大于 0.3%的各类钢铁材料、硬质合金等，都可以在工件表 面形成VC覆层。
第二节模具表面的化学热处理技术
几种化学热处理工艺的比较
处理方法 处理工艺 生产周期， 表层深度
硬度
耐磨性 疲劳强度 耐蚀性 热处理后变形
渗碳 渗碳+淬火+低温回
火 约3-9h 0.5-2
58-63
良好 较好 一般 较大
氮化
氮化
约20-50h 0.3-0.5 65-
70HRC(1000HV1100HV) 最好 最好 最好 最小
在生产应用中对模具表面性能要求是多元的，因 此单金属的镀层往往不能满足质量要求，这些促使 了复合镀技术的发展。现在复合镀技术的实施主要 借助于电镀、刷镀、化学镀。
渗硼方法
第二节模具表面的化学热处理技术
渗硼法有固体渗硼、液体渗硼及气体渗硼。但由 于气体渗硼采用乙硼烷或三氯化硼气体，前者不稳定易 爆炸，后者有毒，又容易分解，因此较少采用。现在生 产上采用的是粉末渗硼和盐浴渗硼。
1、固体渗硼法
目前最常用的是用下列配方的粉末渗硼法：5％ KBF4+5％B4C+90％SiC+Mn-Fe。把这些物质的粉 末和匀装入耐热钢板焊成的箱内，工件以一定的间隔 (20一30mm)埋入渗剂内，盖上箱盖，在900— 1000℃的温度保温1—5小时后，出炉随箱冷却即可。
2、工艺简单，操作方便，凡镀笔能触及到的地方均可电 镀，特别适用于不解体机件的现场维修和野外抢修。
3、镀层种类多，与基体材料的结合力强，力学性能好， 能保证满足各种维修性能的要求。
4、沉积速度快，生产效率高。
5、刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操作安全，对环境 污染小。
6、但电刷镀劳动强度大，阳极包缠材料消耗大。
碳氮共渗 碳氮共渗+淬火+低
温回火 约1-2h 0.2-0.5
58-63
良好 良好 较好 较小
第三节 模具表面的涂镀技术
一、电镀
电镀是指在直流电的作用下，电解液中的