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模具气体氮化硬度低的原因及应对方法

时间:2019-11-28  来源:青岛丰东热处理  作者:青岛丰东热处理 点击:
        目前,气体氮化已在模具生产中得到广泛应用。它可显著提高模具的表面硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和疲劳性能。一般热作模具钢(凡回火温度在 550〜650℃的合金工具钢)都可在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮;一般碳钢和低合金钢在制作塑料模具时可以在调质后的回火温度下渗氮;一些特殊要求的冷作模具也可以在气体渗氮后再进行淬火、 回火热处理。
        但是由于种种原因,模具气体氮化后会出现渗氮层硬度低、渗氮层浅、渗氮层硬度不均匀、渗氮后模具表面有氧化色、渗氮层不致密、渗氮层脆性大、渗氮模具变形、模具表面出现网状和针状氮化物等缺陷,严重影响了模具使用寿命。 
        因此研究模具渗氮层缺陷,分析其产生的原因,探讨减少和防止气体渗氮缺陷产生的工艺措施,对提高模具的产品质量,延长模具使用寿命具有十分重要的意义。
一、模具渗氮层硬度偏低
        模具渗氮层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能,并 减少模具的使用寿命。
1.模具渗氮层硬度偏低的原因
(1)模具钢成分不符,模具预先调质处理硬度过低。
(2)模具气体渗氮前未除掉其表面的油污、脱碳层和氧化皮。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的未经渗氮的渗氮罐及工夹具。
(4)渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的NH3 分解率过高,即炉内氮气氛过低。
2.对策
(1)严格材料入库检验,化学成分应符合渗氮钢标准。
(2)在模具预先调质处理时,要适当降低淬火后的回火温度,提高模具的基体硬度。
(3)模具加工时应去除原材料脱碳层和氧化皮;模具渗氮前应除净表面油污或锈迹,或进行喷砂处理。
(4)渗氮炉要密封,漏气的渗氮罐应及时更换,新渗氮罐要进行预渗氮,炉罐和夹具使用11-12炉次应退氮一次。
(5)模具装炉后应缓慢加热,在渗氮第一阶段应适当加大氨流量以便适当降低氨分解率。
(6)对因渗氮层含量较低的模具可进行一次补充渗氮。其补充渗氮工艺为:渗氮温度510-530℃,保温时间8-10h,氨分解率控制在20%-30%。

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