目前,氣體氮化已在模具生產(chǎn)中得到廣泛應用。它可顯著提高模具的表面硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和疲勞性能。一般熱作模具鋼(凡回火溫度在 550?650℃的合金工具鋼)都可在淬火、回火后在低于回火溫度的溫度區(qū)內(nèi)進行滲氮;一般碳鋼和低合金鋼在制作塑料模具時可以在調(diào)質(zhì)后的回火溫度下滲氮;一些特殊要求的冷作模具也可以在氣體滲氮后再進行淬火、 回火熱處理。
但是由于種種原因,模具氣體氮化后會出現(xiàn)滲氮層硬度低、滲氮層淺、滲氮層硬度不均勻、滲氮后模具表面有氧化色、滲氮層不致密、滲氮層脆性大、滲氮模具變形、模具表面出現(xiàn)網(wǎng)狀和針狀氮化物等缺陷,嚴重影響了模具使用壽命。
因此研究模具滲氮層缺陷,分析其產(chǎn)生的原因,探討減少和防止氣體滲氮缺陷產(chǎn)生的工藝措施,對提高模具的產(chǎn)品質(zhì)量,延長模具使用壽命具有十分重要的意義。
一、模具滲氮層硬度偏低
模具滲氮層硬度偏低將會降低模具的耐磨性能,并 減少模具的使用壽命。
1.模具滲氮層硬度偏低的原因
(1)模具鋼成分不符,模具預先調(diào)質(zhì)處理硬度過低。
(2)模具氣體滲氮前未除掉其表面的油污、脫碳層和氧化皮。
(3)滲氮爐密封不良、漏氣或初用新的未經(jīng)滲氮的滲氮罐及工夾具。
(4)滲氮時爐溫偏高或者在滲氮第一階段的NH3 分解率過高,即爐內(nèi)氮氣氛過低。
2.對策
(1)嚴格材料入庫檢驗,化學成分應符合滲氮鋼標準。
(2)在模具預先調(diào)質(zhì)處理時,要適當降低淬火后的回火溫度,提高模具的基體硬度。
(3)模具加工時應去除原材料脫碳層和氧化皮;模具滲氮前應除凈表面油污或銹跡,或進行噴砂處理。
(4)滲氮爐要密封,漏氣的滲氮罐應及時更換,新滲氮罐要進行預滲氮,爐罐和夾具使用11-12爐次應退氮一次。
(5)模具裝爐后應緩慢加熱,在滲氮第一階段應適當加大氨流量以便適當降低氨分解率。
(6)對因滲氮層含量較低的模具可進行一次補充滲氮。其補充滲氮工藝為:滲氮溫度510-530℃,保溫時間8-10h,氨分解率控制在20%-30%。