第六章__模具表面处理技术

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1、第六章第六章 模具表面处理技术模具表面处理技术Page 2表表6-1 模具表面处理技术的作用及应用模具表面处理技术的作用及应用处理工艺处理工艺作用作用应用应用渗碳渗碳提高硬度提高硬度(5256HRC)、耐磨性、耐疲劳性、耐磨性、耐疲劳性挤压模、穿孔工具等挤压模、穿孔工具等渗氮渗氮提高硬度、耐磨性、抗粘附性、热硬性、耐疲劳性、提高硬度、耐磨性、抗粘附性、热硬性、耐疲劳性、抗蚀性抗蚀性(但周期长，表面有白色脆化层但周期长，表面有白色脆化层)挤压模、冷挤模等挤压模、冷挤模等离子渗碳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均优于氮化

2、挤压模、挤压工具等挤压模、挤压工具等碳氮共渗碳氮共渗相比渗碳和渗氮，具有更高的硬度、耐磨性、耐疲劳相比渗碳和渗氮，具有更高的硬度、耐磨性、耐疲劳性、热硬性、热强性，生产周期短性、热硬性、热强性，生产周期短成型模、冷挤模、热挤模和模成型模、冷挤模、热挤模和模架等架等氮碳共渗氮碳共渗提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性冷挤模、拉深模、挤压模穿孔冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针针渗硼渗硼具有极好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、具有极好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、热硬性、良好的抗蚀性热硬性、良好的抗蚀性挤压模、拉深模挤压模、拉深模

3、碳氮硼三元共渗碳氮硼三元共渗提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性挤压模、冲头针尖挤压模、冲头针尖盐浴覆层盐浴覆层(TD处理处理)提高硬度、耐磨性、耐热疲劳性、抗蚀性、抗粘附性、提高硬度、耐磨性、耐热疲劳性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性抗氧化性挤压模挤压模渗铬渗铬提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性挤压模、拉深模挤压模、拉深模镀硬铬镀硬铬降低表面粗糙度，提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性降低表面粗糙度，提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性挤压模、拉深模等挤压模、拉深模等钴基合金堆焊钴基合金堆焊提高硬度、耐磨性、热

4、硬性提高硬度、耐磨性、热硬性挤压模冲头、芯杆针尖挤压模冲头、芯杆针尖电火花表面强化电火花表面强化提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性冷、热挤压模等冷、热挤压模等喷丸处理喷丸处理提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性热挤压模、冲头针尖热挤压模、冲头针尖Page 36.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术表面化学热处理的作用主要有以下两个方面。表面化学热处理的作用主要有以下两个方面。(1) 强化工件表面强化工件表面(2) 保护工件表面保护工件表面Page 46.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术一、渗碳

5、一、渗碳(一一)气体渗碳气体渗碳气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热到到900950(常用常用930)，通入渗碳气体，通入渗碳气体(如如煤气、石油液化气和丙烷等煤气、石油液化气和丙烷等)或易分解的有机或易分解的有机液体液体(如煤油、甲苯和甲醇等如煤油、甲苯和甲醇等)，在高温下通过，在高温下通过反应分解出活性碳原子，活性碳原子渗入工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。定厚度的渗碳层。Page 56.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术一、渗碳一、渗碳(二二)固

6、体渗碳固体渗碳图图6-1 滴注式气体渗碳炉工作示意滴注式气体渗碳炉工作示意图图6-2 固体渗碳装箱示意固体渗碳装箱示意Page 66.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)渗氮也称为氮化，是指在一定温度下使渗氮也称为氮化，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活性氮原子渗入工件表面的表面化学热处理工艺。处理工艺。Page 76.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)气体渗氮气体渗氮离子渗氮离子渗氮真空渗氮真空渗氮氮碳共渗氮碳共渗电解催渗渗氮电解催渗渗氮常常用用的的渗渗氮氮方方法法Page 86.1 表面化学热处理技术表面

7、化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(一一)气体渗氮气体渗氮(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一般可达到6872HRC，不需要再经过淬火便具有很高的表面硬，不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层，而且还可以保持到度和耐磨层，而且还可以保持到600650而不明显下降。而不明显下降。(2) 渗氮后钢的疲劳极限可提高渗氮后钢的疲劳极限可提高15%35%。这是由于渗氮层的体。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。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

8、力。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。渗氮处理后，工件的变形很小，适合精密模具的表面强化。Page 96.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(一一)气体渗氮气体渗氮表表6-2 部分模具钢的气体渗氮工艺规范部分模具钢的气体渗氮工艺规范牌号牌号处理处理方法方法渗氮工艺规范渗氮工艺规范渗氮层渗氮层深度深度/mm表面硬度表面硬度阶段阶段渗氮温度渗氮温度/时间时间/h氨分解率氨分解率/%30CrMnSiA一段一段500 05253020300.20.358HRCCr12MoV 二段二段48053018251427

9、36600.2720860HV40Cr一段一段4902415350.20.3600HV二段二段4801050010201520203050600.30.5600HV4Cr5MoV1Si一段一段5305501230600.150.2760800HVPage 106.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(二二)离子渗氮离子渗氮离子渗氮有如下特点：离子渗氮有如下特点：(1) 渗氮速度快，生产周期短。渗氮速度快，生产周期短。(2) 渗氮层质量高。渗氮层质量高。(3) 工件的变形小。工件的变形小。(4) 对材料的适应性强。对材料的适应性强。Page 116.1 表面化学热

10、处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(二二)离子渗氮离子渗氮表表6-3 部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果模具名称模具名称模具材料模具材料离子渗氮工艺离子渗氮工艺使用效果使用效果冲头冲头W18Cr4V500，6h提高提高24倍倍铝压铸模铝压铸模3Cr2W8V500，6h提高提高13倍倍热锻模热锻模5CrMnMo480，6h提高提高3倍倍冷挤压模冷挤压模W6Mo5Cr4V2500，2h提高提高1.5倍倍压延模压延模Cr12MoV500，2h提高提高5倍倍Page 126.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术三、渗硫三、渗硫气体渗硫气体渗硫熔

11、盐渗硫熔盐渗硫渗硫渗硫方法方法可按可按介质介质的物的物理状理状态态Page 136.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗四、碳氮共渗与氮碳共渗根据使用介质根据使用介质物理状况不同物理状况不同固体碳氮共渗固体碳氮共渗气体碳氮共渗气体碳氮共渗液体碳氮共渗液体碳氮共渗(一一)碳氮共渗碳氮共渗Page 146.1 表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗四、碳氮共渗与氮碳共渗根据共渗温度根据共渗温度的不同的不同高温高温(900950)中温中温(700880)低温低温(500600)(一一)碳氮共渗碳氮共渗Page 156.1 表面化学热处理技术表面化学热处理