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模具化學表面處理法

2019-06-28

化學表面處理法是將機器人小批量生產模具置于溫度的活性介質中保溫,使一種或幾種元素滲入模具表面,改變模具表面的化學成分和組織,達到改進表面性能和滿足技術要求。按照表面滲入的元素不同,化學表面處理法可分為滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲鋁、釩等金屬?;瘜W表面處理能有效提高模具表面的耐磨性、疲勞強度、耐蝕性和   性能。

1、滲碳

滲碳是使模具表面形成一層1-2mm的含碳量為0.8%-1.05%滲層。經過適當淬火與回火處理,可提高模具表面的硬度、耐磨性及疲勞強度,使模具芯部仍保持良好的韌性和塑性。

因此滲碳主要用于同時受嚴重磨損和較大沖擊載荷的模具。由于滲碳溫度較高,滲后還需熱處理,模具變形較大,因此精度要求較高的模具不宜采用。模具的滲碳工藝有固體滲碳、氣體滲碳、真空滲碳和離子滲碳。與傳統滲碳相比,離子滲碳具有滲碳效率高、碳濃度梯度平緩、工件變形小、環境污染小以及狹縫和小孔都能處理的優點。



2、滲氮

模具經過滲氮處理后,表面的耐磨性、抗疲勞作用、抗熱、抗蝕、硬度和抗咬合性能都比滲碳處理后優越。與滲碳相比,滲氮的溫度較低(5000C-600℃),模具滲氮后變形小。

滲氮工藝復雜、時間長、成本高,一般用于耐磨性和精度或抗熱都要求較高的模具。隨著軟氮化、離子氮化等新工藝的發展,逐漸解決了普通滲氮時間長、功效低的缺點??赏ㄟ^調節氣體組分來調節控制氮化組織、降低滲氮層的脆性,不易產生剝落和熱疲勞。W6Mo5Cr4V2鋼制冷擠凸模經過離子滲氮后,使用壽命可提高2-3倍:SCrMnMo鋼熱鍛模離子氮化后,磨損量減到原來的1/4。離子滲氮在所有的模具處理中都有應用,但是對于形狀復雜的模具,難以獲得均勻的加熱和滲層,同時滲層較淺。

3、碳氮共滲

碳氮共滲就是同時向零件表面滲入碳和氮的化學處理工藝,也稱氰化。主要有液體和氣體碳氮共滲兩種。液體碳氮共滲有毒,污染環境,勞動條件差,已很少應用。共滲處理速度快,模具變形小,較高的耐磨性、抗粘著性,模具壽命可提高2-5倍。

4、滲硼、滲金屬

滲硼方法有固體滲硼、氣體滲硼、鹽浴滲硼等。國內外應用較多的是鹽浴滲硼和固體滲硼。蘇聯將該法用于冷熱加工模具上,對溶鹽電解法研究的很多;日本發展了以硼砂溶鹽為主的液體滲硼及其它元素的TD法,提高模具壽命4-20倍;德國、   也都搞了很多硼與其它元素的共滲工藝。通過滲鉻后可顯著提高模具使用壽命,尤其是對在熱態工作或承受強烈磨損的模具。適用于錘鍛模、壓鑄模、塑料模、拉深模等冷熱作模具,滲鉻后使用壽命可提高幾到數十倍。


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