09 第十章 模具表面强化技术介绍.ppt

第十章模具表面强化技术
目的:通过对模具表面进行处理,改变表层化学成分和组织,以提高模具表面的耐磨性、抗粘附性、疲劳抗力和耐蚀性等。
常用的是化学热处理和表面覆层技术。
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模具表面处理技术
表1 模具表面处理技术的作用及应用
处理工艺
作用
应用
渗碳
提高硬度(52~56HRC)、耐磨性、耐疲劳性
挤压模、穿孔工具等
渗氮
提高硬度、耐磨性、抗粘附性、热硬性、耐疲劳性、抗蚀性(但周期长,表面有白色脆化层)
挤压模、冷挤模等
离子渗碳
可消除表面白色的脆化层,耐磨性、耐疲劳性和变形均优于氮化
挤压模、挤压工具等
碳氮共渗
相比渗碳和渗氮,具有更高的硬度、耐磨性、耐疲劳性、热硬性、热强性,生产周期短
成型模、冷挤模、热挤模和模架等
氮碳共渗
提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性
冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针
渗硼
具有极好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、热硬性、良好的抗蚀性
挤压模、拉深模
碳氮硼三元共渗
提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
挤压模、冲头针尖
盐浴覆层
(TD处理)
提高硬度、耐磨性、耐热疲劳性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性
挤压模
渗铬
提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性
挤压模、拉深模
镀硬铬
降低表面粗糙度,提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性
挤压模、拉深模等
钴基合金堆焊
提高硬度、耐磨性、热硬性
挤压模冲头、芯杆针尖
电火花表面强化
提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
冷、热挤压模等
喷丸处理
提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
热挤压模、冲头针尖
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表面化学热处理技术
一、渗碳
(一)气体渗碳
气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热到900~950℃(常用930℃),通入渗碳气体(如煤气、石油液化气和丙烷等)或易分解的有机液体(如煤油、甲苯和甲醇等),在高温下通过反应分解出活性碳原子,活性碳原子渗入工件表面的高温奥氏体中,并通过扩散形成一定厚度的渗碳层。
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一、渗碳
(二)固体渗碳
滴注式气体渗碳炉工作示意
固体渗碳装箱示意
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二、渗氮(氮化)
渗氮也称为氮化,是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的表面化学热处理工艺。
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表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
气体渗氮
离子渗氮
真空渗氮
氮碳共渗
电解催渗渗氮
常用的渗氮方法
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表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(一)气体渗氮
(1) 经过渗氮后钢表面形成一层极硬的合金氮化物,渗氮层的硬度一般可达到68~72HRC,不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层,而且还可以保持到600~650℃而不明显下降。
(2) 渗氮后钢的疲劳极限可提高15%~35%。这是由于渗氮层的体积增大,使工件表面产生了残余压应力。
(3) 渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。
(4) 渗氮处理后,工件的变形很小,适合精密模具的表面强化。
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表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(二)离子渗氮
表3 部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果
模具名称
模具材料
离子渗氮工艺
使用效果
冲头
W18Cr4V
500~,6h
提高2~4倍
铝压铸模
3Cr2W8V
500~,6h
提高1~3倍
热锻模
5CrMnMo
480~,6h
提高3倍
冷挤压模
W6Mo5Cr4V2
500~,2h

压延模
Cr12MoV
500~,2h
提高5倍