模具材料的滲碳和滲氮表面處理工藝(模具材料與使用壽命 免費編輯 添加義項名)
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模具材料的滲碳和滲氮表面處理工藝
滲碳工件實際上應看作是一種表面與中心含量相差懸殊的復合材料。
滲碳只能改變工件表面的含碳量，而其表面以及心部的最終強化，則必須經過適當的熱處理才能實現。
淬火的目的是，使在表面形成高碳馬氏體或高碳馬氏體和細粒狀碳化物組織。
(1)滲碳前的預處理正火，目的是改善材料原始組織、減少帶狀、消除魏氏組織，使表面粗糙度變細，消除材料流線不合理狀態。
正火工藝：用860-980℃空冷、179-217HBS。
(2)滲碳后需進行機械加工的工件，硬度不應高于30HRC。
(3)對于有薄壁溝槽的滲碳淬火零件，薄壁溝槽處不能先于滲碳之前加工。
在不需要滲碳的部位預先留出一定的加工余量，其留量比滲碳層深度大一倍以上。
在不需滲碳的部位電鍍一層0.02-0.04mm的銅，銅層要致密，不得暴露原金屬。
使氮原子滲入鋼的表面，形成富氮硬化層的一種化學熱處理工藝。
與滲碳相比，滲氮處理后的零件具有高硬度和耐磨性、高疲勞強度、較高抗咬合、較高抗蝕性。
滲氮過程在鋼的相變溫度以下(450-600℃)進行，因而變形小，體積稍有脹大。
缺點是周期長(一般氣體滲氮工藝的滲氮時間長達數10h到100h)、成本高、滲層薄(一般為0.5mm左右)而脆，不能承受太大的接觸應力和沖擊載荷。
但我們只將那些適用可滲氮處理并能獲得滿意效果的鋼才稱為滲氮用鋼。
凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金結構鋼、工具鋼、不銹鋼(不銹鋼滲氮前需去除工件表面的鈍化膜，對不銹鋼、耐熱鋼可直接用離子氮化方法處理)、球墨鑄鐵等均可進行滲氮。
滲氮后的零件雖然具有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強度，但只是表面很薄的一層(鉻鉬鋁鋼于500-540℃，經35-65h滲氮層深只達0.3-0.65mm)。
必須有強而韌的心部組織作為滲氮層的堅實基底，才能發揮滲氮的最大作用。
總的來看，大部分滲氮零件是在有摩擦和復雜的動載荷條件下工作的，不論表面和心部的性能都要求很高。
如果用碳鋼進行滲氮，形成的Fe4N和Fe2N較不穩定。
溫度稍高，就容易聚集粗化，表面不可能得到更高的硬度，并且，其心部也不能具有更高的強度和韌性。
為了在表面得到高硬度和高耐磨性，同時獲得強而韌的心部組織，必須向鋼中加入一方面能與氮形成穩定氮化物，另外還能強化心部的合金元素，如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等，均能和氮形成穩定的化合物，其中，Cr、W、Mo、V還可以改善鋼的組織，提高鋼的強度和韌性。
目前，專門用于滲氮的鋼種是38CrMoAlA，其中，鋁與氮有極大的親和力，是形成氮化物提高滲氮層強度的主要合金元素。
AlN很穩定，到約1000℃的溫度在鋼中不發生溶解。
由于鋁的作用使鋼具有良好的滲氮性能，此鋼經過滲氮，表面硬度高達1100-1200HV(相當67-72HRC)。
38CrMoAlA鋼脫碳傾向嚴重，各道工序必須留有較大的加工余量。
對高硬度、高耐磨性要求的氮化件，不宜選用碳鋼和一般合金鋼。
對以提高抗蝕性能為主的氮化件，可選用碳鋼和一般合金鋼。
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臺州好的鋁壓鑄模具材料
壓鑄模具熱處理方法：1、淬火設備為高壓高流坦率空氣淬爐。
(1)淬火前：選用熱平衡法，進步模具加熱和冷卻的全體一致性。
對但凡影響到這一點的薄壁孔、溝槽、型腔等，都要進行填充、封堵，盡量做到模具能均衡加熱和冷卻；還，注重裝爐方法，避免壓鑄模在高溫時因自重而惹起的變形。
(2)模具的加熱：在加熱過程中要緩慢加熱(用200℃／h升溫)，并選用兩級預熱方法，避免疾速升溫形成模具內、外溫差過大，惹起過大的熱應力，還減小相變應力。
(3)淬火冷卻：選用預冷方法，并經過調壓與風速，有用的操控冷卻速度，使之比較大極限地實現理想冷卻。
即：預冷到850℃后，增大冷卻速度，疾速經過“C”曲線鼻部，模溫在500℃以下則逐步下降冷卻速度，到Ms點以下則選用近似等溫轉變的冷卻方法，以比較大極限地削減淬火變形。
模具冷卻到約150℃時，封閉冷卻風機，讓模具天然冷卻。
(4)淬火溫度與保溫工夫：要選用下限淬火加熱溫度，均熱工夫不宜過短或過長，普通由壁厚和硬度來斷定均熱工夫。
如果模溫太高，很容易就會使模芯表面早早出現龜裂紋。
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