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模具化学表面处理法

2019-06-28

化学表面处理法是将机器人小批量生产模具置于温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入模具表面,改变模具表面的化学成分和组织,达到改进表面性能和满足技术要求。按照表面渗入的元素不同,化学表面处理法可分为渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝、钒等金属。化学表面处理能有效提高模具表面的耐磨性、疲劳强度、耐蚀性和   性能。

1、渗碳

渗碳是使模具表面形成一层1-2mm的含碳量为0.8%-1.05%渗层。经过适当淬火与回火处理,可提高模具表面的硬度、耐磨性及疲劳强度,使模具芯部仍保持良好的韧性和塑性。

因此渗碳主要用于同时受严重磨损和较大冲击载荷的模具。由于渗碳温度较高,渗后还需热处理,模具变形较大,因此精度要求较高的模具不宜采用。模具的渗碳工艺有固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳和离子渗碳。与传统渗碳相比,离子渗碳具有渗碳效率高、碳浓度梯度平缓、工件变形小、环境污染小以及狭缝和小孔都能处理的优点。



2、渗氮

模具经过渗氮处理后,表面的耐磨性、抗疲劳作用、抗热、抗蚀、硬度和抗咬合性能都比渗碳处理后优越。与渗碳相比,渗氮的温度较低(5000C-600℃),模具渗氮后变形小。

渗氮工艺复杂、时间长、成本高,一般用于耐磨性和精度或抗热都要求较高的模具。随着软氮化、离子氮化等新工艺的发展,逐渐解决了普通渗氮时间长、功效低的缺点。可通过调节气体组分来调节控制氮化组织、降低渗氮层的脆性,不易产生剥落和热疲劳。W6Mo5Cr4V2钢制冷挤凸模经过离子渗氮后,使用寿命可提高2-3倍:SCrMnMo钢热锻模离子氮化后,磨损量减到原来的1/4。离子渗氮在所有的模具处理中都有应用,但是对于形状复杂的模具,难以获得均匀的加热和渗层,同时渗层较浅。

3、碳氮共渗

碳氮共渗就是同时向零件表面渗入碳和氮的化学处理工艺,也称氰化。主要有液体和气体碳氮共渗两种。液体碳氮共渗有毒,污染环境,劳动条件差,已很少应用。共渗处理速度快,模具变形小,较高的耐磨性、抗粘着性,模具寿命可提高2-5倍。

4、渗硼、渗金属

渗硼方法有固体渗硼、气体渗硼、盐浴渗硼等。国内外应用较多的是盐浴渗硼和固体渗硼。苏联将该法用于冷热加工模具上,对溶盐电解法研究的很多;日本发展了以硼砂溶盐为主的液体渗硼及其它元素的TD法,提高模具寿命4-20倍;德国、   也都搞了很多硼与其它元素的共渗工艺。通过渗铬后可显著提高模具使用寿命,尤其是对在热态工作或承受强烈磨损的模具。适用于锤锻模、压铸模、塑料模、拉深模等冷热作模具,渗铬后使用寿命可提高几到数十倍。


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