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        滲氮與軟氮化在模具表面強化中的重要意義

        文章出處:青島豐東熱處理責任編輯:熱處理設備小編查看手機網址
        掃一掃!滲氮與軟氮化在模具表面強化中的重要意義掃一掃!
        人氣:-發表時間:2015-09-02 09:00【

        在緊固件企業大部分冷作模具,如牙板、主模、束模、上沖、沉頭、花齒、三角模、介子模和沖模等改用鎢鈷鋼制造,提高了使用壽命,但由于合金工具鋼模具的價格優勢仍然存在,還有一定的市場地位。眾所周知,滲氮與軟氮化技術作為一種模具表面強化處理手段,已應用于各類緊固件模具生產中,從而對提高模具使用壽命起到了積極的作用。

        1、滲氮在模具表面強化中的應用

        滲氮,俗稱氮化。通常指把已調質熱處理的模具放在含氮的介質(如氨氣)中,在500~540℃保持適當的時間,使介質分解而生成的活性氮原子滲入模具表面層,獲得一定厚度的白亮層和一定深度的擴散層,以增加其硬度、耐磨性和抗蝕性的化學熱處理工藝。

        氮碳共滲。在滲氮介質中添加適量(微量)的弱滲碳劑,使模具在滲氮的同時,滲入微量的碳原子,這種以滲氮為主、滲碳為輔的化學熱處理工藝,俗稱軟氮化。

        值得強調的是:軟氮化獲得的表面硬度并不軟,且因其在滲氮層(包括白亮層和擴散層)內滲入了微量的碳原子,不僅提高了滲速,還一定程度上降低了白亮層的脆性。因此,在目前的模具生產中,應用純氨滲氮的硬滲氮已很少采用。

        2、氮碳共滲在模具表面強化中的應用

        目前,氮碳共滲(軟氮化)表面強化技術被廣泛應用于各種不同類型的模具之中。對熱鍛??蛇M行短時間氮碳共滲(軟氮化)或滲氮(氮化)處理。經處理后的模具表面減輕了與鍛件的摩擦,使相對滑動性更加良好。不易產生黏附、咬合、熱膠著現象,提高了熱鍛模的抗氧化性、耐熱疲勞特性及耐磨性;且經短時滲氮熱處理或軟氮化的熱鍛模,還可以進行修磨后的重復滲氮或軟氮化,兼有消除應力的松弛化穩定處理作用。這樣,可以大幅度提高熱鍛模使用壽命。

        一般而言,冷作模具如主模、束模、上沖、沉頭、花齒、三角模、介子模和沖模等需要耐磨耗、耐沖擊作用,改用鎢鈷鋼,并不適合做氮化或軟氮化處理。但凡事都有例外,如頂桿、縮桿、沉頭、花齒等冷作模、沖裁模以及搓絲板等用合金鋼和Cr12MoV、LD和DC53鋼滾絲輪,均可進行氮碳共滲(軟氮化)處理。這類模具以淺、無白亮層的短時滲氮或軟氮化處理為宜,且可以采用修磨后重復滲氮處理。

        3、氮碳共滲與滲氮的區別

        氮碳共滲(軟氮化)與滲氮(氮化)不同之處在于:前者處理過程中介質中添加了含碳物質(弱的滲碳劑),其分解出來的碳可以溶入氮化物相中,適度的碳可以提高化合物層的硬度,減小其脆性。如今,用得比較普遍的碳元素添加劑,如二氧化碳、甲酰胺和甲醇(或乙醇)等。需要注意的是:二氧化碳將提高爐氣的氮勢;而甲醇則降低爐氣的氮勢。

        為此,氮碳共滲(軟氮化)與滲氮(氮化)的區別應關注以下三點:

        ① 工藝時間問題。軟氮化的時間較短,有的保溫3~5h, 1~4h,還有5~7h的等。

        ② 滲入元素問題。凡是同時滲入C和N,且以滲氮為主的,應為氮碳共滲(即軟氮化);而單純滲入N的元素,則應為滲氮或稱為氮化。

        ③ 工藝溫度有所不同。

        a、從工藝時間來看,前者多用于3~5h的模具,后者用于時間大于10 h的情況。

        b、從滲層深度看,前者的深度小于后者,后者的深度應遠遠大于前者,多數用于層深大于0.30mm的模具。

        c、從工藝溫度看,前者多在550℃左右進行;后者一般在較低溫度(如480~520℃)下進行。

        d、從使用的滲劑及滲入元素上看,前者則使用的滲劑以氨氣為主,另添加弱的滲碳劑,滲入元素也是以氮原子為主,同時滲入少許碳原子;而后者多采用純氨滲氮,使模具表面滲入單一的氮原子。

        e、從應用范圍上看,前者廣泛用于碳素結構鋼、合金結構鋼、高碳高鉻工具鋼、高合金模具鋼等;后者主要用于氮化專用鋼(如38CrMoAlA、38CrAlA、38CrWVAl等)。

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