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模具表面強化處理工藝
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-05-11
模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面強化處理。基體強韌化在于提高基體的強度和韌性，減少斷裂和變形，故它的常規熱處理必須嚴格按工藝進行。表面強化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強化處理方法很多，主要有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。
?????? 目前，我國模具的壽命還不高，模具消耗量很大，因此，提高我國的模具壽命是一個十分迫切的任務。模具熱處理對使用壽命影響很大。我們經常接觸到的模具損壞多半是熱處理不當而引起。據統計，模具由于熱處理不當，而造成模具失效的占總失效率的50%以上，所以國外模具的熱處理，愈來愈多地使用真空爐、半真空爐和無氧化保護氣氛爐。模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面強化處理。基體強韌化在于提高基體的強度和韌性，減少斷裂和變形，故它的常規熱處理必須嚴格按工藝進行。表面強化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強化處理方法很多，主要有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。采用不同的表面強化處理工藝，可使模具使用壽命提高幾倍甚至于幾十倍，近幾年又出現了一些表面強化工藝，本文著重介紹其中的三大工藝。
?1.離子滲氮，為了提高模具的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞和防粘附性能，可采用離子滲氮。離子滲氮的突出優點是顯著地縮短了滲氮時間，可通過不同氣體組份調節控制滲層組織，降低了滲氮層的表面脆性，變形小，滲層硬度分布曲線較平穩，不易產生剝落和熱疲勞。可滲的基體材料比氣體滲氮廣，無毒，不會爆炸，生產安全，但對形狀復雜模具，難以獲得均勻的加熱和均勻的滲層，且滲層較淺，過渡層較陡，溫度測定及溫度均勻性仍有待于解決。
?離子滲氮溫度以450～520℃為宜，經處理6～9h后，滲氮層深約0.2～0.3mm。溫度過低，滲層太薄;溫度過高，則表層易出現疏松層，降低抗粘模能力。離子滲氮其滲層厚度以0.2～0.3mm為宜。磨損后的離子滲氮模具，經修復和再次離子滲氮后，可投入使用，從而可大大地提高模具的總使用壽命。
?2.氮碳共滲，氮碳共滲工藝溫度較低(560～570℃)，變形量小，經處理的模具鋼表面硬度高達900～1000HV，耐磨性好，耐蝕性強，有較高的高溫硬度，可用于壓鑄模、冷鐓模、冷擠模、熱擠模、高速鍛模及塑料模，分別可提高使用壽命1～9倍。但氣體氮碳共滲后常發生變形，膨脹量占化合物厚度的25%左右，不宜用于精密模具。處理前必經去退火和消除殘余。
例如：Cr12MoV鋼制鋼板彈簧孔沖孔凹模，經氣體氮碳共滲和鹽浴滲釩處理后，可使模具壽命提高3倍。又如：60Si2鋼制冷鐓螺釘沖頭，采用預先滲氮、短時碳氮共滲、直接淬油、低溫淬火及較高溫度回火處理工藝，可改善心部韌性，提高冷鐓沖頭壽命2倍以上。碳氮共滲工藝如圖1所示。
3.碳氮硼三元共滲，三元共滲可在滲氮爐中進行，滲劑為含硼有機滲劑和氨，其比例為1∶7，共滲溫度為600℃，共滲時間4h，共滲層化合物層厚3～4μm，擴散層深度為0.23mm，表面硬度為HV011050。經共滲處理后模具的壽命顯著提高。
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