隨著科技的不斷發(fā)展,人們在老式的氧化(發(fā)黑)、電鍍和滲氮等工藝的基礎(chǔ)上又開發(fā)了眾多的新型表面強化與防護方法。各種傳統(tǒng)的表面強化和防護熱處理方法都在高速鋼工模具上得到應(yīng)用。按處理過程的性質(zhì)及表面變質(zhì)層與基材結(jié)合的性質(zhì),這些方法可以分為滲入、涂鍍、形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜及表面淺層淬火硬化等4大類。

      1)滲入法。異類元素原子通過介質(zhì)傳輸至工件表面被吸收,因滲入元素在鐵基體中有一定的溶解度而在表面與內(nèi)部建立了濃度梯度,形成擴散通道,由外向內(nèi)逐漸被滲入元素所飽和,在飽和層與成分未變區(qū)之間有一個濃度連續(xù)變化的過渡層。這種表面變質(zhì)層與基體的結(jié)合稱為“冶金結(jié)合”,是各種表面處理法中結(jié)合*牢固的,如滲氮和滲碳。

     2)涂鍍法。用真空蒸鍍、離子鍍、噴涂等方法在表面涂上一層高性能物質(zhì)層。現(xiàn)在使用*多的是硬度、耐磨性、減磨性及化學(xué)防護性皆屬上乘的TiN、TiC離子鍍膜和金剛石鍍膜法。與傳統(tǒng)的電鍍鍍層相似,采用物理方法在低于560℃的溫度下進行涂鍍的鍍層與基體的結(jié)合基本上皆屬于非冶金結(jié)合,如果工件表面鍍前不潔,或處于其他非活性狀態(tài),或鍍層過厚時,皆易發(fā)生脫落。即使采用相應(yīng)技術(shù)改善了表面狀態(tài),其結(jié)合牢固程度也遠(yuǎn)低于滲入法,因而一般只用極薄的鍍層。

     3)開成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法。通過介質(zhì)中某元素與鋼中某元素(通常是鐵)的化學(xué)作用形成覆蓋于表面的化合物層,并且介質(zhì)中參與化合的元素在鐵中的溶解度極小,不可能在表面建立固溶的濃度梯度,因而變質(zhì)層與基材在結(jié)構(gòu)與成分上皆不存在明顯的過渡區(qū),與基材的結(jié)合與屬非冶金結(jié)合。此法命名一般以“化”定義,如氧化、磷化等。

     由于對過程機制的認(rèn)識和分類、命名方面的一些歷史原因,滲入法和形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法的命名在文南中有時會出現(xiàn)混亂,便如本應(yīng)屬于形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法的FeS層形成法卻廣泛地被稱為“滲硫”。

     4)表面淺層淬火硬化法。這是針對近年激光淬火在高速鋼工具上的應(yīng)用而分出的一個類別。深層的表面淬火(火焰、感應(yīng)加熱)在高速鋼工具上應(yīng)用極少。采用高能、微區(qū)光點在已完成淬回火硬化的工具上,選定部位掃描,可以獲得位置和二次淬火深度皆為可控的表面淺層淬火層。作為工具的*終處理,本技術(shù)可做到表面無氧化、刃磨后的工具的精度不因淺表層的二次淬火而發(fā)生變化,經(jīng)回火后二次淬火層的硬度顯著高于基材。