模具材料特性及模具設計－金屬粉末／陶瓷

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模具材料特性及模具設計－金屬粉末／陶瓷

DIN 7710 Plastic成形品尺寸公差規格
2 i* h8 t+ w! |$ A, b4 Q! m$ ?1 r' K射出(Injection)成形品
單位：mm
7 f1 |! _( k/ t6 r8 H! C: G6 F尺寸範圍級別6以下6～1818～3030～5050～8080～120120～180180～350
粗級±0．1±0．1±0．15±0．25±0．4±0．6±0．9±1．2
4 v6 y# |& G# C, i精密級±0．05±0．08±0．10±0．15±0．20±0．30±0．40±0．60
壓縮(Compression)成形品(包含Transler成形品)
　尺寸範圍級別6以下6～1818～3030～5050～8080～120120～180180～250250～315315～400400～500
粗級±0．2±0．3±0．4±0．5±0．6±0．8±1±1．3±1．6±2±2．5
1 k  w% z: `0 ?2 j中級±0．1±0．1±0．15±0．2±0．3±0．4±0．5±0．7±0．9±1．2±1．5
5 E' n9 u9 T8 R' `精密級
/ i0 B6 s! e: X/ b4 i: T8 j±0．05±0．06±0．08
# Q$ ]( F( R; j4 d, T; u! O推孔加三中心間隔10．0
! D$ c& E# Z4 l; S4 _( K±0．10±0．15±0．20±0．30±0．40±0．50±0．60±0．80
" x  o1 k. |0 T- U1 Z射出成形品的一般公差
尺寸範圍一　般以孔為準之孔以軸為準之軸
9 r, v# k* V3 [2 o. ~10以下±0．1+0．15-0+0-0．2
1 o2 h" w) c, ^& l( n' h6 o4 p10～30±0．15+0．2-0+0-0．25
30～50±0．2+0．3-0+0-0．3
/ Z9 m' h& s' K) v9 F# T50～80±0．3+0．4-0+0-0．4
80～120±0．4+0．5-0+0-0．5
- O, ~9 M7 H6 ]8 R) ]0 O, v8 y6 m120以上±0．5+0．6-0+0-0．6
鋼鐵尺寸公差規定
; j$ u( ~7 m+ R2 r+ R8 Q7 G' k- RＭ切削加工之普通尺寸公差
( g2 @( v( P* j) |單位：mm
公稱尺寸
尺寸公差
8 T; G2 N. G4 ^5 e  l精級中級精級
1以上4以下±0．05±0．1±0．3
* B* \- e, T! p9 }0 d4以上16以下±0．07±0．2±0．5
16以上63以下±0．1±0．3±0．7
6 o  X" e" O+ e63以上250以下±0．2±0．5±1．2
250以上1000以下±0．3±0．8±2．0
1000以上2000以下±0．4±1．0±3．0
6 a0 j! `. d# ?8 b  N本中心圖面尺寸公差規定如下：
8 m. f, p! p& r# V( G7 Q& }a．有註明公差者，請按公差製造。
b．未註明公差者，分述如下：
7 N7 t" e- Q% F6 o成品部(Cavity or core)將現製品精度要求，由小數點以下位數來決定，並在圖面右下角註明之。
〔例〕
　　無小數點：±0．1
2 j6 \8 e0 ]9 }* H" g　　小數點一位：0．05
　　小數點二位：0．02
7 b! ^; P6 V* q# b其他模座固定板等未註明公差者，將按照JIS切削加工之普通尺寸公差中線規定如上表，並在右下再註明。
. k- s6 S8 D3 O/ X& m1 J4 j; o各部零件公差之配合
單位：mm
適合部品基準孔斜　梢導　柱導襯套注口襯套心　　型導　柱(滑動處)面　梢滑　塊
　　簪記號尺寸H7P7K7g7f7e7
$ V4 ?3 J* i" }  n# s$ }3以下+0．009-0+0．016+0．008+0．010+0．0-0．002-0．012-0．006
-0．016-0．014-0．024
6 ~9 c3 w5 h1 g1 s' N3～6+0．012-0+0．024+0．012+0．013+0．001-0．004-0．016-0．010
" H+ u: f7 {- g$ F  r1 H( I. l! @-0．022-0．020-0．032
9 z( i! i" j  X( X9 d& N6～10+0．015-0+0．030+0．015+0．016+0．001-0．005-0．020-0．01
3-0．028-0．025-0．040
4 R. G+ A7 j" U& [; r9 g10～18+0．018-0+0．036+0．018+0．019+0．000-0．006-0．024-0．0
- e) T; J+ I- a1 L1 E+ M16-0．034-0．032-0．050
! |1 f& E, v$ \% ~  b( {; M4 q18～30+0．021-0+0．043+0．022+0．023+0．002-0．007-0．028-0．0
20-0．041-0．040-0．061
30～50+0．025-0+0．051+0．025+0．027+0．002-0．009-0．034-0．0
- u4 I/ d$ N9 y* C25-0．050-0．050-0．075
5 z( K4 f7 k3 n! W4 I50～80+0．030-0+0．062+0．032+0．032+0．002-0．010-0．040-0．0
30-0．060-0．060-0．090
80～120+0．035-0+0．072+0．037+0．038+0．003-0．012-0．047-0．
036-0．071-0．072-0．107
8 ?8 n6 R7 x8 W120～180+0．040-0+0．083+0．043+0．043+0．003-0．014-0．054-0
．043-0．083-0．085-0．125
180～250+0．046-0+0．096+0．050+0．050+0．004-0．015-0．061-0
．050-0．096-0．100-0．143
250～315+0．052-0+0．108+0．056+0．056+0．004-0．017-0．069-0
．056-0．108-0．110-0．162
# L% U  ]: p0 H5 _& L4 J315～400+0．057-0+0．119+0．062+0．061+0．004-0．018-0．076-0
/ C# o3 `- U3 ]& p4 o．062-0．120-0．125-0．182
400～500+0．063-0+0．131+0．068+0．068+0．005-0．020-0．083-0
．068-0．131-0．135-0．198
! ^+ u! v" ^; a+ N0 K, U( X8 G500～630+0．070-0-0．022-0．092-0．145-0．215
% s" \( [- [  B& X' ~' r. s/ C630～800+0．080-0-0．024-0．105-0．160-0．240
800～1000+0．090-0-0．026-0．116-0．170-0．260
" D, h7 @3 n4 P, o6 E- m+ ~' k% ?' l1000～1250+0．105-0-0．028-0．133-0．195-0．300
9 H3 O% L' a/ a$ M8 i" N1250～1600+0．125-0-0．030-0．155-0．220-0．345
) o% W$ U6 G* w- {2 w" i' M1 K1 O# r1600～2000+0．150-0-0．032-0．182-0．240-0．390
% D+ _- n( l8 R$ ]  \& F2000～2500+0．175-0-0．034-0．209-0．260-0．435
2500～3150+0．210-0-0．038-0．248-0．290-0．500
資料來源：日本岐阜精機
4 a! D! `  q; ^' x- N' B: n塑膠模用模具材料
　　模具材料的選用是否適宜，對模具的壽命、精度、加工性、價值等有很大的影響。故模具材料的選用一般均依照下列原則：
容易取得。
' u& F# W, e5 G7 w! h1 c+ f* V機械加工性良好。
' K  Q/ n& g  v8 o6 k9 ?+ ?表面加工性良好。
強度、韌性和耐磨性大。
; O* X7 R( Y7 v# U8 ~, o無針孔和沉澱雜質等內部缺陷。
* a; E8 Z% ^7 K7 Q$ J# |2 e( o）可焊接性。
7 @) n% n0 @, |7 [- f/ e& |  y8 F〉熱處理容易、熱變形少。
》耐熱性好、熱膨脹係數低。
1 a+ i* T1 I+ _3 V種類及特性
/ a, N* y: G3 K8 v: Y) ~3 h　　模具材料的種類很多，在此先將常用的幾種材料作一簡介。
' E! i. L" w* a5 v, l  Y8 b# i5 i一般構造用輥軋鋼材(SS)
　　一般構造用輥軋鋼材SS41、SS50，價廉而容易取得，但質軟多針孔，因此用於不需強度、硬度的零件，不適用於模板材料。
6 c3 f+ G/ F4 \機械構造用碳鋼(SC、SCK)
+ o+ ?- `# S. d. k2 U　　機械構造用碳鋼S25C、S50C、S55C等，價廉而容易取得，加工性也好。S25C用於模具的承板、定位環、豎澆道、襯套、止動螺栓、支持件等，而少用於模板。S50C、S55C原則上回火到硬度9～22HRC，以增其加工性，為標準的模板材料。
　　S9CK、S15CK的含碳量少，因而質軟，所以需作表面滲碳，淬火成HRC45～59的硬度來使用。
碳工具鋼(SK)
5 d6 B( b- w3 J: N- j5 i& p　　碳工具鋼有SK3、SK5、SK7等，含碳量為0．6%以上的高碳鋼，其淬火硬度是SK3、SK5為HRC50～60，SK7為HRC50～55，H此類鋼材耐磨耗性優良，且為較價宜的工具鋼，用於有滑動部份需高硬度和耐磨耗性的零件，如導銷、襯套、頂出銷、復歸銷等。
合金工具鋼(SKS、SKD)
6 v9 D( i" \6 J- ]- v2 N" D* Q　　常用的合金工具鋼有SKS2、SKS3、SKD11、SKD61等。SKS2與SKS3是碳工具鋼加鉻、鎢增加淬火性、耐磨耗性，用於特別要求硬度與耐磨性的成形模板，其硬度HRC55～60。SKD11、SKD61是添加釩取代SKS的鎢，其淬火性與耐磨耗性優於SKS，且淬火應變小，其硬度SKD11為HRC55～60，SKD61為HRC45～51，但SKD61的耐熱性、韌性都優於SKD11。
1 a  J6 W- w: W' v" f1 J高速鋼(SNC)
% J: R) v! x$ e  |4 T: r. u2 `5 J　　此處的高速鋼是指SKC2與SNC3的鎳鉻鋼，係為碳鋼加鎳和鉻，增其韌性與淬火性，回火硬度為22～30HRC，用於成形模板。
鎳鉻鉬鋼(SNCM)
　　鎳鉻鉬鋼SNCM2是淬火性，耐磨性耗性均好，尤其是強度、韌性特別好的鋼材，其用途與高速鋼相同。
鉻鉬鋼(SCM)
% M" }  J+ Q9 j5 {- U# g6 {! I　　鉻鉬鋼SCM3、SCM4是碳鋼加鉻，鉬的構造用鋼，其強度、韌性優於碳鋼，其價格較SNC及SNCM便宜。
: Q  O6 K0 ]& m( E3 A( _鋁鉻鉬鋼(SACM)
: F+ \- ]1 ?+ t* T' `, j　　鋁鉻鉬鋼SACM1經氮化處理(氮化層硬度為HRC67)耐磨耗性很高，用於要求硬度和耐磨耗性的滑動部份，如頂出銷等，鋼材本身硬度為HRC20～30。
軸承用高碳鉻鋼(SUJ)
; p, o& T2 J- Z; t* u- }: Q" z　　軸承用高碳鉻鋼SUJ2為軸承用的鋼材，耐磨耗性、淬火性均良好，其硬度為HRC55～60，用於滑動部份需有相當的硬度和耐耗性。
! J3 [7 ]1 x/ m* e（圖1）正常化圖解
4 y& f0 p6 V0 ^5 r. ?* m（圖2）退火之圖解
不鏽鋼(SUS)
　　如PVC的塑料，需用耐蝕性高的模具材料，可以增加鉻量，減少碳量的耐蝕性不鏽鋼SUS來製造。
$ y8 ^( x0 `) S, ^' I.11鈹銅合金
　　含鈹2．5%，含銅97．5%的鈹銅合金，常用來製作形狀複雜的公模或母模。其製作的方法是將熔融的合金注入模型內，然後一直加以壓力直到冷卻為止。
& K& v+ V/ q* v: h7 s1 n1 T: Z7 S　　表一為塑膠模各構件最廣泛應用之材料，及其熱處理狀態及使用之硬度。表二為構造用的合金鋼的化學成份及機械性質。表三為表二所列的模具材料的的特性、用途及使用的場合，此三表可供學習查考，以選取最適用的模材。
熱處理
' u, |; N+ _+ \" E! r  h% k　　鋼材經適當的熱處理可顯著增加硬度、強度、韌度、耐磨耗性等機械性質。施行電鍍作表面處理，模具精度提高、表面光亮，使脫模更順利，成品表面光度增加。因此欲模具壽命延長、品質提升，除了事先預選適當的模具材料外，對於加工後，模具的熱處理方法的選定也極其重要，以下分點說明。
: o9 v9 Q5 {$ \0 H& e正常化
% @4 f9 \8 \( n" m  e( O" R' ?7 b　　此項熱處理旨在消除鑄造、鍛造、輥軋等高溫高壓處理所產生的粗晶組織，並將加工所生的內部應力消除。其方法為將工作加熱到變態點AC3或ACm點以上30°～50℃的溫度後，使之在空氣中自然冷卻，如圖1所示。使用大型構造用鋼，在材料經鍛造成模型後，再施以正常化處理。
9 g( L, q: y; x8 c退火
　　退火是為了使鋼料軟化，調整結晶組織，除去內部應力。其方法為加熱到AC3或AC1變態點以上30°～50℃，保持適當時間後，在爐中或灰中冷卻，如圖2所示。模具材料退火處理有兩種方式。
+ u0 V5 B4 d: z9 A消除應力退火
! C+ \; Q7 |/ o) }* H2 s( x　　目的在除去加工所引起的內部應力。適用於粗切削、中切削或需淬火的模具零件。因淬火時麻田散鐵變態所生的應力將加大，除非先行實施退火消除內部應力，否則將造成巨大的應變，而致淬火罅裂、翹曲。即使不淬火的零件，若經大量粗重切削，不經此項處理的話，也將因加工應力的殘存，而終致尺寸的精度改變或發生翹曲。
3 Y( T7 ^  m4 B5 O; Z% Y/ t球狀化退火
3 X2 ^5 C+ q5 X' O　　目的在改善加工性，增加韌性，防止淬火罅裂，使鋼中的碳化物變成球狀組織。
! b+ F0 c- T! h9 |5 w& ?淬火
　　淬火的目的是為了將鋼硬化、增加強度。其方法為鋼材加熱到AC3或AC1變態點以上約30°～50℃，保持適當時間後，使它在淬火液中急速冷卻，而產生高硬度的麻田散鐵組織，如圖3所示。模具零件常用的淬火方法有下列三種。
（圖3）淬火之圖解
) q; w3 {& M( o8 r2 \' P% b! p$ g普通淬火
6 ]3 [% J; }9 z) q3 b( o　　加熱到變態點以上的溫度後，在水或油中急冷以得麻田散鐵組織。此方法，加熱必需防止過熱及氧化脫碳的現象發生。對於壁厚不均的模具，將會有加熱不均勻。由於各部份的度差發生熱膨脹差，致影響變態點，引起變態差，而致淬火罅裂。因此為了達到均勻加熱，最好用鹽浴或惰性氣爐。
　　氧化、脫碳之防止可採用鹽浴爐或可調整的隋性氣爐。熱處理變形的防止，宜使用淬火溫度低，自硬性大，有氣冷程度的淬火鋼。含大量鉻、鎳的合金鋼、高速鋼具有此一空氣中冷卻而硬化的特性，對於加工後再行熱處理的模具、精度、形狀能保持而不致變形，精密度失掉。
麻淬火(marquenching)
6 @0 ~" j, q7 _+ {" w2 W* b) n" ?5 C0 N4 i　　如圖4所示，將待處理的材料加熱到淬火溫度後，投入於溫度為Ms點(冷卻時由沃斯田鐵轉變為麻田散鐵的開始溫度)的熱鹽浴中，待材料的溫度成為均一後，取出氣冷，緩慢引起麻田散鐵變態、材質變硬，不致發生淬火應力及罅裂，最後再施行回火處理。
" H6 b% h% H9 i$ f4 _. r( U6 q% v麻回火(martempering)
. P, {/ Q* C! ~3 Q% r+ t　　如圖5所示，將材料加熱到淬火溫度後，投入於溫度為Ms點及Mf點(冷卻時由沃斯田鐵轉變為麻田散鐵的終了溫度)間的熱鹽浴內淬火(100～200℃)，長時間保存恆溫，直到變態終了，然後空冷。利用此法淬火者，麻田散鐵自行回火，淬火應力消除，衝擊值得以提高，韌性較回火處理者強。工業界一般皆不等待到恆溫變態終了，即行撈出，如圖示，而後段則採氣冷回火。
回火
　　淬火後的鋼雖然強度大硬度高，但是很脆。假如淬火鋼加熱到A1變態點以下的適當溫度時，不但可以除去淬火鋼的內部應力，又能調節硬度得到適當的強韌性，這種處理叫回火。依照回火之目的，可分為低溫回火與高溫回火兩種。
低溫回火
$ I7 z0 Y% d$ q' S# F! k  r% F　　適用於淬火硬度需要相當高的情況下，將高碳鋼加熱於溫度約200℃的低溫，目的應於消除淬火所產生的內部應力。殘留的沃斯田鐵組織不易產生變化，可維持相當高的硬度。
高溫回火
　　適用於構造用鋼，將其加熱在溫度500℃～600℃之間使其組織變為有韌性的糙斑鐵。此時可兼顧鋼材的韌度和硬度。
$ `5 \) D# S8 \( W6 W0 l（圖4）麻淬火之圖解
（圖5）麻回火之圖解
9 `' t9 L7 i0 w) n（圖6）回火與機械性能之變化
/ U% J& l' b* Z3 c$ |8 f　　圖6為含碳量為0．45%的中碳鋼，在不同回火溫度下的機械性質。
$ @" b* c' I+ A6 a8 U) W& X3 \  N　　對於施行一次回火，不能得到滿意的機械性質的鋼料如高合金鋼及高速鋼，可施行2～3次的返復回火。
表面處理
* L+ g" y* @0 g1 J2 d  |* ^2 q　　表面處理是指以加熱或化學處理的方法，使鋼料表面增加硬度到達某一深度。其方法有滲碳、高週波及火焰淬火、氮化及電鍍。分別敘述如下。
滲透淬火
5 Z, x3 ]) i; ^. Y: [; D　　低碳鋼或表面淬火鋼(低鎳鋼、低鎳鉻鋼等低碳合金鋼)在適當的滲碳劑中加熱，使表面起滲碳到某一深度，使成高碳的狀態的表面硬化法。在滲碳劑中以850～900℃加熱8～10小時，則鋼料表面起滲碳約2mm的深度。滲碳完後再施以淬火處理，使滲碳部份硬化。若有不想滲碳的部份，可預先鍍銅以防止。一般滲碳劑可分為固體滲碳、氣體滲碳與液體滲碳等三種。
6 O5 q( ?8 ]. O% a! P' q) j固體滲碳的滲碳劑使用木炭、焦炭等固體。以木炭粉為主，加入20～30%的碳酸鋇、碳酸鈉等促進劑。
氣體滲碳的滲碳劑為氣體，主要為一氧化碳或甲烷碳化氫，滲碳濃度容易調節，可使滲碳均勻。滲碳能力大，不只表面，連心部也可均勻滲碳。
3 X: @6 o. R4 q9 d! y液體滲碳的滲碳劑為溶融的氰化物，將鋼加熱到AC1變態點以上而滲碳。通常薄層硬化是濃度較高的氰化鈉鹽浴中作低溫(850～900℃)處理，而厚層硬化以濃度較低的氰化鈉鹽浴作高溫(900～950℃)的處理。
0 H) }5 R* T" a7 j9 q6 p* R高週波硬化
　　藉高週波感應電流將鋼料表面急熱，在到達淬火溫度後，用適當的冷卻劑急冷，稱為高週波淬火。主要用於需具強韌及耐磨耗的機械性質的模具零件，如導銷、復歸銷、斜銷等等。含碳量0．4～0．5%的碳鋼，或合金鋼皆適用於本方法。
9 z2 S5 e- v* l8 `; b. m火焰淬火
　　以氧氣-乙炔火焰將鋼料表面急速加熱到淬火溫度，再以水急速冷卻而使表面硬化。本方法的特色在於只將外周表面淬火硬化，因此淬火應變小，可應用於各種形狀及大小的鋼製品。淬火方法大致分別有兩種。
: h: G% [, _% b! O! i; u" h全面同時淬火法
% x3 u8 U4 z1 P$ i2 A: @8 c　　適用於較小面積的處理。全面同時加熱，然後對此加熱到淬火溫度的面進行冷卻以硬化之。
7 L& J2 b+ x" M, j$ W3 U移動淬火法
% {2 b% E! b8 Z0 ^& S　　大面積不適宜用全面同時淬火法，乃改用順序移動加熱及冷卻的組合吹管，以行加溫冷卻全面積。也可應用於不易全面淬火的模具的局部淬火、零件的磨擦面，可增高耐磨性，延長模具壽命。
( I& m* w5 a5 P4 d; D! J氮化
+ v8 h6 x1 D) [! ]- {　　氮化是在氨氣或含氨的媒體中加熱，增加氮含量而將鋼表面硬化的方法。加熱溫度高時，硬度減低，但氮化深度加深。氯化時間取決於所需氮化深度，大約是50小時0．5mm，標準是100小時0．7mm。鍍錫或鍍鎳的部份，可以防止氮化。
　　氮化用鋼，其標準成份大約是碳0．35～0．45%、鋁1．0～1．3%、鉻1．3～1．8%、鉬0．5%以下，此時的氮化溫度500～500℃，表面硬度為HRC67～70，為一非常硬的氮化層。
　　氮化法依其媒劑可分為氣氮化、液體氮化、軟氮化(低溫鹽浴氮化法)。
氣體氮化法
　　被處理的料件裝於氮化箱內，放入於爐中，通入氨氣，溫度為500～550℃左右，氮化時間為50～100小時。此種方法為低溫處理，使熱處理變形接近於無。
0 {8 C$ y9 z. r液體氮化法
　　液體氮化法與液體滲碳法之不同點，在於本法是在AC1變態點以下加溫而滲碳法卻在AC1以上，且本法所用之鹽浴含較高的氮量而較少的碳量。將氰化鈉鹽與氰酸鹽和碳酸鹽適當混合，加溫到560℃，將料浸入約2～3小時，即可形成薄層的氮化層，可增耐磨耗性，防止燒焦及耐疲勞性。
軟氮化法
, H, G& ]0 A: v/ q　　此種方法使用於氰化鉀(KCN)等的鹽浴槽中，溫度在520～570℃的低溫。其處理與液體滲碳法相同，唯溫度較低，且其硬度約只為氣體滲氮的一半，故稱為軟氮法。氮化時間較氣體氮化法為低，約1～2小時。此種方法處理的低碳鋼、中碳鋼其硬度增加有限，約可達到HRC53～59。但其耐磨耗性與耐疲勞性顯著增加。
離子氮化法(Iron-Nite)
9 {; d. N  U& \- C5 Q　　為了改進氣體氮化法(硬氮化)，處理時間長、效率低，最外層的氮化物很脆等缺點。德國的Berkard berghaus發明離子氮化法。離子氮化法首先企業化的是西德的Klockner． Ionon． Gmbh。其方法是將待處理的工作裝入電氮化爐內(圖7)，首先將爐內排氣至10-2～10-3T後導入N2氣體(或N2+H2混合氣體)，使爐內保持所需要之處理氣壓(通常10-4～10Torr)。以爐本體作正極，處理工作作負極，將兩極間施加500V～1000V的直流電壓，爐氣便因輝光放電而電離化(即氣體被離子化而成正離子向負極的處理工作表面衝擊)，處理工作表面受到加熱，同時氮化也因此而進行。
6 G; M# o8 R6 I. E3 L（圖7）離子氮化裝置構成概略圖
（圖8）離子氮化之處理循環
　　處理溫度與一般的氮化溫度一樣，通常在480℃～570℃的溫度範圍內。溫度的控制係以輻射高溫計測定溫度而以電流值控制之，表面氮氣濃度可改變爐內充填的混合氣體(N2+H2)的分壓比而調整之。參圖8離子氮化之處理循環。
　　參圖9，可知硬化的反應程序，是由於在正負兩極間的高電壓，會使氮氣爐產生輝光放電，在
5 X- O4 _6 f$ O+ K7 E+ s0 _（圖9）離子氮化之反應程序
1 R; S# m( g, d' }& h（圖10）離子氮化處理後各種材料的硬度分佈曲線
6 @5 p+ f0 V% e1 ?& e圖10(續)
電離氣中生成之氮離子便向工作表面快速衝撞，動能轉變成熱能，造成溫度上升。這時由於對氮離子的衝擊及飛濺(spattering)，所產生的排斥作用，Fe、C、O等元素由工作表面被打出來，飛散出來的Fe在放電的電離子中與N離子結合而形成Fe-N的氮化鐵。Fe-N的氮化鐵由於附著作用而附著於表面上，N便向最外層擴散侵入。即最外層的化合物層由於擴散順序發生FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N等組織變化而產生氮化作用。最外層由離子衝擊作用Fe不斷地飛散出來繼續形成氮化物，成為氮氣供應的輸送源而促進氮化的進行。
　　離子氮化的特點為處理溫度低，處理的工件變形小又無公害問題，為最新最進步的表面硬化法。其可處理的材料除了碳鋼、模具鋼、工具鋼、氮化鋼、合金鋼、高速鋼外，過去認為難以處理的不鏽鋼、鈦、鈷等利用本法已能實施良好的表面硬化。參圖10可知經過I．N．處理的材料，可得到極高的表面硬度，並可獲致極優良的耐磨耗性、耐疲勞性、耐蝕性及耐剝離性。
+ I9 h: s4 K0 j' h電鍍
7 _, A& O; N, K, N  S4 c& _　　電鍍是在模具表面被覆其他金屬，以增加表面光度、提高表面硬度，增強耐蝕性的表面處理，以下分述之。
鍍硬鉻
3 {( g3 K2 n! O: q& t7 K' `/ z　　將模具欲鍍的部份浸入於無水鉻酸為主的電解液中，通以電流，鉻析出而附著於模具表面。鍍層比普通鍍層厚，約0．01～0．02mm，硬度HRC67～70。使用本處理增進下列優點。罅脫模良好。鍍硬鉻表面光滑如鏡，脫模非常順利。
0 _8 x4 ]) D2 c1 Q* Q舐鍍層表面硬，耐磨耗性佳，不易刮傷，硬度高達HRC67～70。
竺對鹽酸、稀硫酸以外的化學品有良好的耐蝕性。
  W3 ]6 S! j( p2 f9 J竽鍍鉻面有精美的光輝，模具凹穴經此處理，所射出的成品也能具備精美的光澤，提
升產品價值。
無電解鍍鎳
2 P# P* v6 _" [* S. a0 s　　此法不經電解作用，不像上法，乃純粹的化學方法施行鍍著。鍍著經由附著於模具上的觸媒劑的作用，使鎳被還原，而形成表面鍍著層。此種鍍著的特性為：
罅不致發生電鍍的鍍層厚度差，為一較均勻的鍍著法。
舐表面不生針孔，光滑而硬。鍍層硬度HRC49，經熱處理更可提高HRC64～67。
  B* z; ?4 a6 I: k竺密著性良好，不易剝離。
竽耐蝕性良好。

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