金属材料表面增硬处理的技术

需求的背景和应用场景

近年来，金属表面处理行业展现出强劲的增长势头，2022年中国金属表面处理市场规模已达111.09亿元人民币，并预计在未来几年内以约8.51%的年复合增长率（CAGR）持续增长，全球市场规模也将从755.21亿元增长至1233.13亿元。这一增长背后，是各行业对金属部件性能要求的不断提升，尤其是在耐磨、耐腐蚀、硬度等方面的需求日益增强。金属表面处理技术，作为提升金属材料性能的关键手段，广泛应用于汽车、电气电子、航空航天、建筑等多个领域。 在当前的市场环境下，吹塑/注塑模具作为塑料加工行业的核心工具，其使用寿命和表面硬度直接关系到生产效率和产品质量。然而，传统模具材料在使用过程中易磨损，导致模具更换频繁，生产成本上升。因此，寻求一种有效的表面增硬处理技术，以提高模具的耐磨性和使用寿命，成为行业内的迫切需求。本技术需求正是针对这一痛点，旨在通过镀氮化钛/氮化铬增硬工艺，为吹塑/注塑模具提供更为持久、高效的表面硬化解决方案。

要解决的关键技术问题

本技术需求的核心在于完善镀氮化钛/氮化铬增硬工艺，以解决模具表面硬度不足、耐磨性差的问题。具体技术要点包括：

1. 工艺参数优化：研究并确定最佳的氮化钛/氮化铬镀层厚度、沉积温度、沉积时间等关键工艺参数，以确保镀层与基材的良好结合力和硬度。
2. 镀层性能提升：通过调整镀层成分比例、引入微量元素等方式，进一步提升镀层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，满足模具在高强度、高磨损环境下的使用需求。
3. 工艺稳定性与可靠性：优化工艺流程，提高镀层沉积的均匀性和一致性，确保每批模具都能达到预期的表面硬化效果，降低生产过程中的次品率。
4. 成本效益分析：在保证镀层性能的前提下，通过优化原材料选择、提高生产效率等措施，降低工艺成本，提升整体经济效益。

效果要求

通过实施镀氮化钛/氮化铬增硬工艺，预期达到以下效果：

• 显著提升模具硬度：使模具表面硬度提高至原有水平的1.5倍以上，显著增强耐磨性和抗刮擦能力。
• 延长模具使用寿命：通过提高表面硬度和耐磨性，使模具使用寿命延长至少30%，降低模具更换频率和生产成本。
• 提升产品竞争力：优化的模具表面性能将提升塑料制品的成型质量和生产效率，增强企业在市场中的竞争力。
• 创新性：本技术需求通过联合攻关，探索并优化镀氮化钛/氮化铬增硬工艺，为金属表面处理领域提供新的技术路径和解决方案，具有显著的创新性。