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氮化與軟氮化在熱作模具中的應(yīng)用

時間:2019-02-27? 來源:青島豐東熱處理 ?作者:青島豐東熱處理 點擊:4222次
        對金屬或液態(tài)金屬進行加熱,保證溫度達到其再結(jié)晶溫度之上,對熔融態(tài)金屬進行壓制,制得金屬型材或相關(guān)金屬工件,這個過程中利用的模具就是熱作模具,常見的熱作模具主要包括有色金屬壓鑄模具,熱擠壓模具,熱鍛壓模具以及熱沖壓模具等等。熱作模具的工作溫度通常在700°C以上,其中熱鍛模具的工作溫度能夠達到1000°C,模具與加熱后的金屬或液態(tài)金屬接觸,其工作環(huán)境相對惡劣,會受到急冷急熱作用的影響,在這樣的背景下,模具受到的交變應(yīng)力作用是十分復(fù)雜的,很容易出現(xiàn)模具龜裂或局部塌陷的問題,從而對壓制效果產(chǎn)生不良影響。
        通過滲氮、多元共滲、軟氮化等處理之后,熱作模具表面的熱硬性以及抗腐蝕能力提升,同時在模具表面會形成壓應(yīng)力,這就能夠有效提升模具的抗疲勞特性,實現(xiàn)模具表面強化的效果,由此可見,對于上述熱作模具來說,氮化與軟氮化處理的應(yīng)用都能夠?qū)δ>弑砻嫫鸬綇娀饔?,對于提升模具的使用壽命有著積極的意義,下面以三種熱作模具為例進行具體分析。
1、熱鍛模具

        對于熱鍛工藝來說,其對模具的強度、硬度、抗變形能力、抗沖擊破壞能力等有著較高的要求。可以采用短時氮化或氮化處理的方式來強化模具表面,降低模具表面與鍛件之間的摩擦,提升滑動性能,以此可降低粘附、熱膠著以及咬合等問題的發(fā)生概率。
        此外,氮化與軟氮化處理還能夠提升熱鍛模具的抗氧化性和耐磨性,在對熱鍛模具進行氮化處理或軟氮化處理之后,為了消除應(yīng)力松弛化問題,還可以重復(fù)氮化處理,提升熱作模具的使用壽命。氮化和軟氮化后的熱鍛模具壽命能夠提升3~10倍。

2、鋁型材模具

        對于鋁型材模具來說,內(nèi)孔磨損和拉傷等問題的出現(xiàn)可能導(dǎo)致模具失效,對鋁型材模具進行軟氮化處理之后,可以在內(nèi)孔工作表面形成化合物,化合物層厚度可達10um以上,硬度可達1000HV以上,這就大大提升了鋁型材模具的內(nèi)孔耐磨性,使得模具與鋁材之間的摩擦系數(shù)降低有效避免了內(nèi)容磨損和拉傷等問題的出現(xiàn)。在軟氮化處理過程中需要注意的是,在對鋁型材模具進行軟氮化處理之后,模塊心部的應(yīng)當(dāng)能夠達到50HRC以上,這就對采用H13制造的熱擠壓模具軟氮化處理提出更高的要求,在軟氮化之前要進行淬火處理。

3、壓鑄模具
        壓鑄模具一般為鋁合金壓鑄模,在預(yù)處理的過程中,需要進行淬火處理,之后進行回火處理,其硬度保持在40~45HRC之間,在經(jīng)過以上處理后,對模具進行軟氮化處理,實現(xiàn)表面強化作用。
        此外,在進行氮化處理之后,壓鑄模具表面會形成900Mpa的壓應(yīng)力,有效解決了粘膜傾向的問題,對于模具表面抗熱疲勞能力和耐磨性能的提升有著積極的意義,在冷熱循環(huán)過程中在模具表面出現(xiàn)裂紋,從而提升壓鑄模具的使用壽命。
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