疲劳断裂、磨损、腐蚀是模具失效的三大模式而且多数是从表面开始，因此表面性能是影响或直接决定了模具的使用寿命。为了提高模具的寿命和质量，降低成本，国内外发展了多种表面改性工艺技术来综合提高表面的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐蚀性。
扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度，可达1600～3000HV（由碳化物种类决定）；此外，该碳化物履层与基体冶金结合，不影响工件表面粗糙度，具有极高的耐磨、抗咬合（粘结）、耐蚀等性能，可大幅度地提高工模具及机械零件的使用寿命。
日本发展了TD碳化物技术，即在空气炉或盐槽中放入一个耐热钢制的坩埚，将硼砂放入坩埚加热熔化至800～1200℃，然后加入相应的碳化物形成粉末（如钛、钡、铌、铬），再将钢或硬质合金工件放入坩埚中浸渍保温1～2h，加入元素将扩散至工件表面，并与钢中的碳发生反应形成碳化物层，所得到的碳化物层具有很高的硬度和耐磨性。由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力，因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势。此外，该技术不存在绕镀性问题，后续基体硬化处理方便，并可多次重复处理，使该技术的适用性更为广泛。扩散法金属碳化物覆层技术可以广泛应用于各类因磨损、咬合而引起失效的工模具或机械零件。其中，因磨损而引起的失效（如冲裁、冷镦、粉末成形等模具）可提高寿命数倍至数十倍；因咬合而引起的产品或模具的拉伤问题（如引伸模、翻边模等），可以从根本上予以解决。
模具的使用环境越来越苛刻，而对其使用寿命的要求也越来越严格，为了提高其使用寿命、增加安全可靠性和降低生产成本，近年来多种表面改性工艺技术一并被用于模具的制造和修改，如渗碳后进行喷丸、喷丸后进行镀铬、喷丸后渗氮等均为复合表面改性工艺技术。复合表面改性工艺技术可综合提高模具的使用寿命，而且增加安全可靠性和降低生产成本，因此具有广阔的发展空间和应用前景。
(来源：金属加工）


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