随着我国工业的快速发展，压铸行业迎来了一个新的发展时期，同时也对压铸模具的综合力学性能、寿命提出了更高的要求，单纯依靠新型模具材料的应用还难以满足不断提高的性能要求，必须将各种表面处理技术应用到压铸模具的表面处理中，才能达到压铸模具高效率、高精度、高寿命的要求。在各类模具中，压铸模具的工作条件比较恶劣，压力铸造是在高压、高速下使熔融金属充满型腔并压铸，在工作过程中反复与热金属接触，因此要求压铸模具具有较高的抗热疲劳性能、导热性、耐磨性、耐腐蚀性、冲击韧性、红硬性、脱模性好等，因此对压铸模具的表面处理技术要求较高。 近年来，压铸模具表面处理各种新技术层出不穷，但总体上讲，可分为以下三类。

1.传统热处理工艺的改进

压铸模具传统的热处理工艺为淬火-回火，随后表面处理技术得到了发展。由于压铸模具可使用的材料种类繁多，相同的表面处理技术和工艺应用于不同的材料时会产生不同的效果。史可夫最近提出了一种针对模具基体的预处理技术和表面处理技术，在传统工艺的基础上针对不同的模具材料提出合适的加工工艺，从而提高模具性能，增加模具寿命。热处理技术改进的另一个发展方向是将传统的热处理工艺与先进的表面处理工艺相结合，以提高压铸模具的使用寿命。例如将化学热处理方法与常规淬火回火工艺相结合的NQN（即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗）复合强化，不仅可获得较高的表面硬度，而且可增加有效硬化层深度、渗层硬度梯度分布合理，提高回火稳定性和耐腐蚀性能，使压铸模具在获得良好的芯部性能的同时，大大提高表面质量和使用性能。

2.表面改性技术

①表面热扩散技术：该类技术包括渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗、硫-碳氮共渗等。

①a.渗碳、碳氮共渗

渗碳工艺用于冷、热作及塑料模具表面强化，可提高模具寿命。如3Cr2W8V钢制成的压铸模，先进行渗碳处理，然后在1140～1150℃淬火，550℃二次回火，表面硬度可达HRC56～61，使压铸有色金属及其合金的模具寿命提高1～3倍。进行渗碳处理时，主要的工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、真空渗碳、离子渗碳以及在渗碳气氛中加入氮气形成的碳氮共渗。其中真空渗碳和离子渗碳是近20年来发展起来的技术。该技术具有渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓、工件变形小的特点，将在模具特别是精密模具的表面处理中发挥越来越重要的作用。

①b.氮化及相关的低温热扩散技术

此类型包括渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮渗氮、硫氮渗氮、硫碳氮共渗、氧氮硫三元渗氮等方法。这些方法加工工艺简单，适应性强，扩散温度低（一般为480-600℃），工件变形小，特别适合精密模具的表面强化，渗氮层硬度高，耐磨性好，防粘性能好。3Cr2W8V钢压铸模经520-540℃调质渗氮后，使用寿命比未渗氮模具提高2-3倍。德松模具钢很多高端客户都用H13模具钢做压铸模，很多都需要氮化，用氮化代替一次回火。 表面硬度高达65-70HRC，而模具心部硬度较低，韧性好，从而获得优良的综合力学性能。氮化工艺是压铸模表面处理的常用工艺。但当氮化层中出现薄而脆的白亮层时，不能抵抗交变热应力的作用，而且极易产生微裂纹，降低抗热疲劳性能。因此，在氮化过程中，必须严格控制工艺，避免脆层的形成。近来，国外提出了采用二次、多次氮化工艺。多次氮化的方法，可分解服役过程中易产生微裂纹的氮化白亮层，增加氮化层厚度，同时使模具表面具有很厚的残余应力层，使模具的寿命可明显提高。此外，还有盐浴碳氮共渗、盐浴硫氮碳氮共渗等方法。 这些工艺在国外应用广泛，国内较少见。例如TFI+ABI工艺，是在盐浴氮碳共渗后浸入碱性氧化盐浴中，工件表面氧化发黑，耐磨性、耐腐蚀性、耐热性均有提高，经此方法处理的铝合金压铸模寿命可提高数百小时。再如法国开发的oxynit工艺，先进行硫氮碳共扩散再进行氮化处理，应用于有色金属压铸模时更是独具特色。

①c.硼化

由于渗硼层具有较高的硬度(FeB:HV1800~2300，Fe2B:HV1300~1500)、耐磨性和红硬性，还具有一定的耐蚀性和抗粘结性，因此渗硼技术在模具行业取得了很好的应用效果。但由于压铸模的工作条件非常恶劣，因此在压铸模表面处理中很少采用渗硼工艺。但近年来出现了一些改进的渗硼方法，解决了上述问题，可以应用于压铸模的表面处理，如多元、涂覆粉末渗硼等。涂覆粉末渗硼的方法是将硼化合物与其他渗硼剂混合，涂抹在压铸模表面，待液体蒸发后按一般粉末渗硼方法装箱密封，在920℃加热保温8h，然后空冷。 该方法可获得致密均匀的渗硼层，且模具表面渗硼层的硬度、耐磨性、弯曲强度均有所提高，模具平均使用寿命提高2倍以上。

①d.稀土表面强化

近年来，模具表面强化中添加稀土元素的方法受到广泛推崇。这是因为稀土元素具有提高渗入速度、强化表面、净化表面等多种作用，对改善模具表面组织结构、表面物理化学性能和力学性能有很大影响，既可以提高渗入速度，强化表面，又可以生成稀土化合物，同时可以消除分布在晶界上的微量杂质的有害影响，对模具型腔表面的晶界起到强化和稳定作用。另外，稀土元素与模具钢中的有害元素发生反应，生成高熔点化合物，可以抑制这些有害元素在晶界上的偏析，从而降低深层脆性。在压铸模具表面强化处理工艺中添加稀土元素，可以明显增加各种渗入方式的渗入层厚度，提高表面硬度。 同时使渗层细小弥散，硬度梯度减小，使模具的耐磨性、耐寒性、抗热疲劳性明显提高，从而大大提高模具的寿命。目前用于压铸模具型腔表面的处理方法有：稀土碳氮共渗、稀土碳氮共渗、稀土硼氮共渗、稀土硼铝氮共渗、稀土软氮化、稀土硫氮碳氮共渗等。

②a.激光表面处理

激光表面处理是利用激光束加热工件表面，使工件表面迅速熔化出一定深度的薄层，同时采用真空蒸发、电镀、离子注入等方法将合金元素涂覆在工件表面，使其在激光照射下与母材充分结合。凝固后在模具表面得到一层厚度为10～1000μm、具有特殊性能的合金层，冷却速度相当于激冷淬火。例如采用激光快速熔化工艺处理8407模具钢表面，熔化区硬度高且热稳定性好，抗塑性变形能力强，对疲劳裂纹的萌生和扩展有明显的抑制作用。德松模具钢德国客户最近采用激光熔覆VC层的方法在1.2344模具钢上进行熔覆。 研究表明，获得的模具表面实际上是一层连续、致密、无孔隙的VC钢复合涂层，不仅在600℃下具有很强的抗氧化性能，而且还具有很强的抗熔融金属还原性能。

②b.电火花沉积工艺

电火花沉积金属陶瓷工艺在表面改性技术的不断发展中，出现了电火花沉积工艺。此工艺在电场作用下，在基体材料表面产生瞬时高温高压区，同时将金属陶瓷材料以离子状态渗入，在表面形成冶金结合，基体材料表面也发生瞬时相变，形成马氏体和细小的奥氏体组织。此工艺不同于焊接、喷涂或元素渗入，应该是介于二者之间的工艺。它充分利用了金属陶瓷材料高耐磨、耐高温、耐腐蚀等特点，而且工艺简单，成本相对较低，是压铸模具表面处理的一种新方法。

3. 涂层技术

涂层技术作为模具强化技术的一种，主要应用于塑料模、玻璃模、橡胶模、冲压模等工作环境相对简单的模具表面处理。压铸模需要承受冷热应力交变的恶劣环境，因此一般不采用涂层技术对压铸模表面进行强化。但近年来有报道采用化学复合镀的方法对压铸模表面进行强化，以提高模具表面的抗粘附和脱模性能。该方法是在铝基压铸模上渗入聚四氟乙烯粒子，然后进行（NiP）-聚四氟乙烯复合镀。实验表明，该方法无论从工艺还是性能上都是可行的，并且大大降低了模具表面的摩擦系数。