硬质合金模具是采用硬质合金材料制作的模具，主要用于各种金属和非金属材料的成型加工。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物（如碳化钨、碳化钛等）和粘结金属（如钴、镍等）通过粉末冶金工艺制成的一种复合材料。其硬度高、耐磨性好，能承受较高的压力和温度，因此制作的模具在复杂的成型工艺中表现出色。下面，小编介绍一下硬质合金模具表面处理工艺：
物理气相沉积（PVD）
定义与原理：PVD 是在高温下将金属或化合物蒸发后沉积在硬质合金模具表面形成涂层的工艺。它主要基于物理过程，如蒸发、溅射等。例如，在真空环境中，通过加热或离子轰击使涂层材料原子离开源材料，然后在模具表面沉积形成薄膜。
常用涂层材料与性能：常见的涂层材料有 TiN（氮化钛）、TiC（碳化钛）、TiAlN（氮化钛铝）等。TiN涂层呈金黄色，硬度高、耐磨性好，能有效降低模具表面的摩擦系数，提高脱模性能。TiC 涂层硬度更高，耐磨性和抗腐蚀性优于 TiN，尤其适用于对硬度要求极高的模具。TiAlN 涂层在高温下具有良好的稳定性和抗氧化性，适合用于高速切削、压铸等高温加工环境的模具。
应用场景：在冲压模具中，PVD 涂层可以提高模具的耐磨性，减少冲头与凹模之间的磨损，延长模具使用寿命。在注塑模具方面，涂层能降低塑料熔体对模具表面的粘附，改善脱模效果，提高产品表面质量。
化学气相沉积（CVD）
定义与原理：CVD 是利用气态的先驱体在模具表面发生化学反应生成固态涂层的方法。在高温和一定的反应气体环境下，先驱体分子分解、相互反应，在模具表面沉积形成涂层。例如，在含碳、氮等元素的气体环境中，通过化学反应在模具表面生成 TiC、TiN 等涂层。
常用涂层材料与性能：除了 TiC、TiN 等常见材料外，还有金刚石涂层。金刚石涂层具有极高的硬度、极低的摩擦系数和优异的热导率。它能够显著提高模具的耐磨性、抗腐蚀性和脱模性能。不过，金刚石涂层与硬质合金的结合力是需要重点关注的问题，结合不好容易导致涂层剥落。
应用场景：对于硬质合金拉丝模具，CVD 金刚石涂层可以大大提高模具的耐磨性，使其在拉拔金属丝的过程中更耐用。在一些精密压铸模具中，CVD 涂层可以改善模具的抗热疲劳性能和耐化学腐蚀性。
表面氮化处理
定义与原理：氮化处理是将硬质合金模具置于含氮的介质中，在一定温度下使氮原子渗入模具表面，形成氮化层。这个过程主要是通过热扩散实现的。例如，在氨气气氛中加热模具，氨分解产生的氮原子会扩散到模具表面并与合金中的某些元素结合形成氮化物。
性能提升：氮化层可以提高模具表面的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和抗咬合能力。氮化后的模具表面硬度可提高到 1000 - 1200HV 左右。同时，氮化层还具有一定的热稳定性，能在一定程度上抵抗热疲劳。
应用场景：在热锻模具中，表面氮化处理可以有效防止模具在高温、高压的锻造环境下出现磨损、热疲劳裂纹等问题。在一些承受较大摩擦力的冲压模具中，氮化处理也能提高模具的使用寿命。
表面渗硼处理
定义与原理：渗硼是将模具置于含硼的介质中，在高温下使硼原子渗入模具表面形成硼化物层。这个过程也是基于热扩散原理，如采用固体渗硼剂，在高温下硼原子逐渐扩散到模具表面并发生反应生成硼化物。
性能特点：渗硼层具有很高的硬度（可达 2000 - 3000HV）、良好的耐磨性和抗腐蚀性。而且渗硼层与基体的结合力较强，能够有效地抵抗磨损和化学侵蚀。
应用场景：对于在恶劣环境下工作的硬质合金模具，如在含有腐蚀性介质的塑料成型模具或者在磨损严重的金属成型模具，渗硼处理可以显著提高模具的耐磨、耐腐蚀性能。
表面镀硬铬处理
定义与原理：镀硬铬是在模具表面通过电镀的方法沉积一层铬。在含有铬酸等成分的电解液中，以模具为阴极，通过电解作用使铬离子在模具表面还原沉积形成镀铬层。
性能与应用：镀铬层具有较高的硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性。它可以降低模具表面的摩擦系数，使模具表面更加光滑。在一些对模具尺寸精度要求不是特别高，但对表面耐磨性和脱模性能有要求的场合，如一些普通的注塑模具、冲压模具等，镀硬铬是一种较为经济实用的表面处理方法。不过，镀铬层存在微裂纹，在一些高应力、高腐蚀环境下可能会出现剥落等问题。
