模具表面的化學熱處理技術---滲氮
滲氮是把鋼件置入含有活性氮原子的氣氛中,加熱到一定溫度,保溫一定時問,使氮原于滲入工件表面的熱處理工藝。
滲氮的目的是提高工件的表面硬度、耐磨性、疲勞強度及耐蝕性能。
常用的滲氮鋼有38CrMoAl、Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、5CrNiMo、4Cr5MoSiV等。
模具在滲氮前一般要進行調質處理,為不影響模具的整體性能,滲氮溫度一般不超過調質處理的回火溫度,一般為500~570℃。⒈氣體滲氮:
通常是在井式爐內進行,它是把已除油凈化了的工件放在密封的爐內加熱,并通入氨氣。氨氣在380℃以上就能分解出活性氮原子,活性氮原子被鋼表面吸收,形成固溶體和氮化物,氮原子逐漸向里擴散,從而獲得一定深度的滲氮層。常用的氣體滲氮溫度為550~570℃,滲氮時間取決于所需的滲氮層深度。一般滲氮層深度為0.4~0.6mm,其滲氮時間約40~70h。常規氣體滲氮周期長、生產率低、費用高、對材料要求嚴格,因而在應用上受到一定的限制。
工藝:
加熱溫度500~600℃;保溫時間0.3~0.5mm/20~50h。
熱處理特點:滲氮前需調質處理;滲氮后不需熱處理。
滲氮處理后的組織:
表層:Fe4N、Fe2N、AlN、CrN、MoN、TiN、VN。心部:S回。⒉輝光離子滲氮:
在一定的真空度下,利用工件(陰極)和陽極間產生的輝光放電現象進行的,所以又叫輝光離子滲氮。
將工件置于離子滲氮爐中,www.syfukang.com以工件為陰極,以爐壁為陽極,通入400~750V的直流電,氨氣被電離成氮和氫的正離子及電子,這時工件表面形成一層輝光。具有高能量的氮離子以很大速度轟擊工件表面,由動能轉變為熱能,使工件表面溫度升高到450~650℃;同時氮離子在陰極上獲得電子后,還原成氮原子而滲入工件表面,并向內擴散形成滲氮層。
離子滲氮的特點:
①滲氮速度快、生產周期短。以38CrMoAl鋼為例,要求滲氮層深度為0.5~0.7mm,硬度大于900HV時,氣體滲氮需50h以上,而離子滲氮只需15~20h.。
②滲氮層質量高。由于離子滲氮的陰極濺射有抑制形成脆性層的作用,因此明顯提高了滲氮層的韌性和疲勞極限。
③工件變形小。
④對材料的適應性強。
⑤成本高,對模具表面有小孔或溝槽的區域強化效果不好。
滲氮一般是模具的最終處理,以后至多進行精磨或研磨加工。
離子滲氮的效果:
滲氮層具有優良的耐磨性,對冷、熱模具都適用。例如3Cr2W8V鋼壓鑄模、擠壓模等經調質并在520~540℃滲氮后,使用壽命比未經滲氮的模具提高2~3倍。更多信息
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