稀土热扩渗在注塑模具中的运用

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剂 所获得 的渗层厚 度 比添 加 了稀 土 的渗剂 的渗层
扩 渗技术 主 要依靠 加 热使 欲 渗 入 元 素 的原 子 与 基 体 原子 相互 扩散 而形 成 具有 很 高 结 合强 度 的冶 金 层 。常 用 于热 扩 渗 的合 金元 素 包 括碳 、 、 、 、 氮 硅 硼
厚 度薄 ， 见 稀 土 能 提 高 渗 硼 速 度 ， 短 工 艺 周 可 缩 期， 当稀 土 添 加 量 为 ５ 时 ， 速 提 高 达 到 最 大 ％ 渗
国家都 很重视 模具 Ｔ业 的 发展 及 模具 技 术 的研 究
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塑料 包装
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术水 平代 表 了一 个 国家 工 业 产 品 制 造 水 平 ， 大 很
程度 上决 定 了产 品的 开 发质 量 、 益 、 产 品 开 发 效 新
渗入 元素 在 基 体 材 料 中有 一 定 的渗 入 速 度 ， 活性
改善 化合 物形 态 ， 加 硬度 ， 高耐 磨性 和 疲 劳强 增 提 度 ；） 渗层 硬度趋 于平 缓 ， ４使 提高精 度 。
我 国的稀 土 资源 丰 富 ， 是 我 国从 稀 土 矿 中 但 分离 纯稀 土 与 制 备 稀 土 化 合 物 的技 术 不 先 进 ， 与 发达 国家 之 间 存 在 着 很 大 的差 距 ， 因此 必 须 合 理
２．Ｄａ ｉ ｎ Ｕｎｉ ｅ ｓｔ ｃ ｏｌ ｇｙ，Ｄａ ｉ ｎ，Ｌｉｏｎ ｎｇ ｌａ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＴｅ ｈｎ ｏ ｌａ ａ ｉ Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ａ ｅ ｏ ｈｅ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｔ ｅ —一 ｓ ｅ ｌｒ ｐｌｃ ｄ ｂ ｌ ｓ ｉ “ ｎｄ” ｏｄ ｒ ｐ ａ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｐ ｃ ｆｔ ｅ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎｄ ” ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｙ ｐ ａ ｔｃ ａ ｗｏ ｅ ｌ ｃ ｄ ｂ ａ ｔｃ ｙ ｐｌｓ ｉ “，ｔ ｅ ｅｏｐ ｅ ｈｅ ｄ ｖ ｌ ｍ ｎｔｏｆｍｏｕ ｄ ｉ ｕｓ ｒ ｓ ｐ ｒ ｉｕｌｒｙ ｉ ｏｒａ ． Ｅｓ ｅ ｉ ｌｙ ｌ ｎｄ ｔ ｙ ｉ ａ ｔｃ ａ ｌ ｍｐ ｔ ｎｔ ｐ ｃａ ｌ ｔ ｅ ｍｏｓ ｅ ｒ ｓ ｎｔ ｔｖ ｒ ｕｃ ｉ ｅ ｆ ｒ ｅ ｓ ｈ ｈ ｔ ｒ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｐ ｏｄ ｔｖ ｏ ｃ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍｏｕ ｄ ｏ ｌ ｇ ｌｆ ｈ ｇｈ ｐ ｅ ｉｉ ． ｌ ｆ ｏｎ ｉｅ， ｉ ｒ ｃｓｏｎ Ｔｈｅ ａ ｔｃ ｅ ｂｒｅ ｌ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｔ ｅ ｍａ ｆｕ ｉ ｅ ｈｎ ｏ ｎ ｐ ａ ｔｃｉ ｒ ｉｌ ｉｆｙ ｉ ｔ ｏ ｃ ｓｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｔ ｈ ｒ ｌｄｉｆ ｓｏｎ ｔ ｃ ｏｌ ｇｙ ｉ ｌ ｓ ｉ ｎ～
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技术 复合 处 理 ， 变 固体 金 属 表 面 或 非 金 属 表 面 改
的化 学成 分 、 组织 结构 和 应 力状 态 等 ， 以获 得 所需 要表 面性 能 的系 统 Ｔ程 Ｊ 。可 用 于模 具 制 造 的表
运用 。物 极必 反 ， 采 用稀 土 热 扩 渗时 要 注 意 ： 在 应
是最 能代表 生 产力的 长寿命 、 高精 度 的模 具 。文 中简要介 绍 了稀 土 热扩 渗技 术 在 注 塑 模具 表 面处理 中的运 用 ， 并将 其 与 未添加 稀 土渗 剂 的传 统 热 扩 渗技 术 相 比较 ， 面有 全
效 的说 明 了稀 土热扩 渗的优 势 ， 有效催 渗 ， 并能增 加 渗层 厚 度 与硬 度 ， 高注 塑模 具 的 提
新， 因而 所 需 的模 型 的更 新 速 度 也 非 常 之 快 。我 们必 须缩 短 模 具 成 型 的时 间 ， 高模 具 的 开合 模 提 次数 ， 寿命 ， 度 ， 与 可 持 续 发 展 这 一 基 本 国情 精 并 相结 合 ， 约 能 源 ， 节 降低 生 产 成 本 ， 能 有 效 的发 才 展工 业 。稀 土催 渗 技 术 能 够 满 足 这 些 要 求 ， 主 其
针对 不 同材料 和设 备加 以调 整稀 土 的最 佳 加 入量
范围。
面工 程技 术 十分广 泛 ， 统 表 面＿ 技 术 、 代表 传 Ｔ程 现
面 Ｔ程技 术 和新兴 表 面 Ｔ程 技 术 。稀 土 和 纳 米表 面工 程技 术 不 是 单 一 的技 术 ， 基 于 传 统 的表 面 是 工程 技术 上并 与之 相 结合 的工 艺 。
金层 来 改变 其 化 学 成 分 、 织 和 性 能 的工 艺 。热 组
件 下 ， 层 的厚度会 随温 度 的升 高 、 间 的延 长而 渗 时
增厚， 当保 温 时 间超 过 ６ｈ时 ， 有 添加 稀 土 的渗 没 层 厚度 的增 加 幅 度 有 所 下 降 ， 添加 了稀 土 的渗 而 剂 的渗层 厚 度 基 本 上 保 持 不 变 ， 不 含 稀 土 的渗 且
ｌｙ ｒｔ ｉｋ ｅ ｓａ ｄ ｈ ｒ ｎ ｓ ，ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｓ ｒ ｉｅｌ ｅａ ｄ ｐ ｅ ｉｉｎ ｏ ｌｓｉ ｎ ｅ — ａ ｅ ｈｃ ｎ ｓ ｎ ａ ｄ ｅ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｅ ｖｃ ｉ ｎ ｒ ｃｓｏ ｆｐａ ｔ ｉｊｃ ｆ ｃ
ｔｏ ｉ ｎ ｍｏｕｌ ｄ． Ｋｅ ｒ ｓ Ｒａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｔ ｌ ｚ ｒ ａ ｌｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ａ ｔ ａ ａ ｙ ｅ ｐｅ ｍｅ ｂｉｉｙ，Ｄｉｆ ｉ ｎ ｌ ｙ ｒ ｔ ｃ ｅ ｓ ｆｕｓｏ ａ ｅ ｈｉｋｎ ｓ ，Ｄｉｆ ｓｏｎ ｌ ｙ ｆ ｕ ｉ ａ —
与 开发 ， 具 工业在 国际上被 称 为 “ 业 （ 模 Ｔ 百业 ） 之 母 ” 永不 衰 亡 。美 国称 之 为 “ 可 估 量 其 力 量 的 ， 不 Ｔ 业” 德 国将 其 视 为 “ 键 ＿ ” 日本 将 其 视 为 ； 关 丁业 ；
“ 整个工业 发展 的秘 密 ” 。可 见 模具 已成 为 现代 工 业 生产 的重 要 手 段 和 工 艺 发 展方 向 ， 具 制 造 技 模
２ 左 右 。１ 件表 面 获得 了连续 、 匀 的渗 硼层 ， ５ 二 均
铝 、 、 、 、 、 等都 已在 不 同程 度 上 应 用 于 钒 钛 钨 铌 硫
各 类模 具型 腔表 面 的强化 。 热 扩渗 技术 包 括 四个 基 本 过 程 ： ） 一 定 温 １在
塑 料包装
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稀 土热 扩 渗在 注 塑模 具 中的 运 用
安 占裴 王 昌 李 静
（ 内蒙 古科技 大 学 ， 机械 工程 学院）
摘要 ： 以塑代 钢” “ 在“ 、 以塑代 木 ” 必要 趋 势 下 ， 塑模 具 的发展 就 更显 得 重要 ， 的 注 尤其
此 ， 展模 具 工业 显得 尤为 重要 。 发
材 能够 紧密接 触 ；） 性 组分 与 金属 基 体 碰撞 ， ３活 发 生 化学反 应 形 成 活 性 原 子 并 吸 附 与 基 体 表 面 ； ） ４
原 子 向金 属 基 体 内部 中扩 散 ， 能够 与基 体 元 素 形 成 固体溶 体 或是金 属 间化合 物 。 现代 科技 迅 速 向前 发 展 ， 科 技 产 品不 断更 高
组分 通过 界 面 向基 体 表 面 扩 散 ， 渗 入 元 素 同基 欲
能 力和市 场 竞 争 力 。现 代 的产 品 向 着 高 精 度 、 高
复 杂程度 、 一致 性 、 生产 率 和 低 消耗 的方 向发 高 高 展， 这正 是其 它加 ＿ 制 造 方 法 与 模 具 Ｔ 业 所 无 法 Ｔ 比拟 的。 国 民经 济 各 产 业 部 门 需 要 的 机 械 设 备 ， 其零 部件 有 很 大 一 部 分 是 用 模 具 成 型 来 的 ， 在 电子 、 车 、 汽 电机 、 电器 、 仪器 、 表 、 电和通 讯 等 仪 家 产 品 中 ， Ｏ ８ 的零 部 件 都 依 靠 模 具 成 型… 。 ６～ Ｏ 模 具 技术 跟 不 上 ， 然 阻 碍 相 关 工 业 的 发 展 。 因 必
ｅ ａｄ ｅｓ ｒ ｈ ｒ ｎ ｓ ，Ｒａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｉ ｔｙ ｉ ｆ ｔ ａ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｎ ｌ ｎ ｉ ｒ ｔ ｌ
引 言
模 具是 Ｔ业 生 产 的 基础 工 艺装 备 ， 具 Ｔ业 模
是基础 ＿ 业 ， 装 备 工 业 的 重 要 组 成 部 分 。发 达 Ｔ 是
３ 稀 土 有 催 渗 功 效
实验 证 明［ 在 渗硼 温 度 和渗 硼 时 间相 同 的条 ３
２ 稀 土 热 扩 渗 的概 念 与 基 本 过 程
稀 土热 扩 渗 技 术 是 在 往 渗 液 加 入 了 稀 土 元 素， 并用 加热 扩散 的方 式 使 欲 渗 入 元 素 或 几 种 元 素 渗入金 属 材 料 或 工 件 的表 面 ， 而 形 成 表 面合 从
据统 计模 具 南 于 表 面 损 伤 面 失 效 的 占到 ８ 以 Ｏ 上， 如果表 面 ｌ 程应 用 于 模具 制 造 领 域 ， 在很 大 Ｔ 将 程度 上弥 补模 具材 料 的 不 足 。表 面Ｔ 程 是 经 过表 面预 处理 的 ， 通过 表面 涂 覆 、 面 改性 或 表 面 Ｔ程 表
要表 现在 ：１ 能 够缩短 扩渗 周期 ； ） ） ２ 降低扩 渗 的温 度， 于是也 减 少 工 件 变 形 ； ） 化 渗 层 组 织 晶粒 ， ３细
模具 材料 是 模 具 工 业 的 基 础 ， 工 作 部 位 主 其
要 是 内表 面 ， 表 面 的 质 量 直 接 影 响 制 件 的 质 量 。 内
使 用寿命 与精度 。
关键词 ： 土催渗 、 稀 渗层 厚度 、 渗层硬 度 、 土共渗 稀
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ Ｒａ ｅ ｅ ｒ ｈ Ｔｈ ｒ ａ ｆ ｕ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｐｌｃ ｔｏ ｓ ｏ ｒ － ａ ｔ ｅ ｍ ｌＤｉ ｆ ｓｏ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｉ