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熱作模具鋼主要性能，模具鋼的表面強化技術、改善模具的綜合性能進行分析

熱作模具鋼主要性能，模具鋼的表面強化技術、改善模具的綜合性能進行分析

硼化是模具制造行業(yè)中常用的高溫化學熱處理工藝。根據所用介質的物理狀態(tài)，硼化可分為固體硼化，液體硼化，氣體硼化，糊狀硼化和電解硼化。固體硼化溫度為800?950℃，保持時間為2?6h，硼化物層的厚度為0。10?0。20mm，固體硼化后表面層的硬度高達1400?2800HV，優(yōu)點是設備簡單，操作方便，工件表面易于清洗，因此得到了廣泛的應用。滲硼層較脆，擴散層較薄，支撐力強。 因此，氮化硼或碳氮共滲可用于強化過渡區(qū)并使硬度變化平穩(wěn)。稀土元素可以顯著提高硼化速度，使?jié)B透層致密均勻，并改善其與基材之間的結合力。

滲硼后的零件可以在滲硼后進行熱處理，以在滲透層和基材的性能之間找到合理的匹配。

生產實踐證明，氮化和氮碳共滲后合金鋼模具的使用壽命大大提高。

滲碳是機械工業(yè)中目前使用***廣泛的化學熱處理方法。其工藝特點是將低高碳低合金模具鋼和中高碳高合金模具鋼在滲碳活性介質（增碳劑）中加熱至900?930°C，使碳原子滲透到模具表面 層，然后在低溫下進行淬火和回火，以使模具的表面和型芯具有不同的成分，結構和性能。滲碳分為固體滲碳，液體滲碳和氣體滲碳。

近來，已經開發(fā)了受控氣氛滲碳，真空滲碳和苯離子滲碳。

3Cr2W8V鋼壓鑄模具，先滲碳后在1150℃淬火，再在550℃回火兩次，表面硬度可達到58?61HRC，使用壽命可提高8?3倍。6CrW3Mo2VNb和其他基礎鋼具有較高的強度和韌性，但表面的耐磨性通常較差。 用這種類型的鋼制成的模具進行滲碳或滲氮處理可以顯著提高其使用壽命。

熱作模具鋼主要性能,，硼化和金屬化

氣相在模具表面上的沉積

⒈化學熱處理

滲氮方法包括固體滲氮，液體滲氮和氣體滲氮。

目前，離子滲氮，真空滲氮，電解催化滲氮，高頻滲氮等新技術正在被廣泛使用，以縮短滲氮時間并獲得高質量的滲氮層。

⑶，氧氮滲透，硫氮滲透，硫氮碳滲透，稀土催化劑及多次滲透

在氣體氮化的同時，引入含氧介質（通常為空氣，體積分數低于5％）以實現模具鋼的氧氣和氮化，從而獲得氮化和蒸汽處理的結果。氧降低氫分壓，增加氮原子活性，并加速滲透速率。 因此，氧-氮氮化的化合物層和擴散層的厚度比相應的醇-氨劑的相應的氮碳共滲層的厚度厚。特別是，復合層必須為50％至100％的厚度，并且不脆。 氧和氮滲入模具后，與氮碳共滲相比，其使用壽命大大提高。氧氣和氮氣的滲透溫度為540?590℃，保持時間為1?3h。

它的共同特點是：加熱速度快，工件變形小，不需要冷卻介質，可控性好，易于實現自動加工。在中國，通常使用激光表面相變硬化，小尺寸電子束和中等功率離子注入來提高模具的表面硬度并取得良好的效果。

模具鋼表面強化技術分析及模具綜合性能的提高

⑴，滲碳和滲氮

滲氮和共滲氮是一種熱處理工藝，其中模具零件的表面同時滲入碳和氮。

瞬間以***高的能量向模具表面提供能量以進行相變硬化，快速熔化和固化以及表面合金化的熱處理稱為高能束表面強化技術（也稱為高密度表面強化）。 熱源通常是指激光，電子束，離子束等。

許多裝置的生產實踐表明，在化學熱處理中添加少量稀土元素具有更明顯的滲透作用，并能加速：[C]，[N]，[B]等活性輕原子的產生 改變工件的表面化學成分，結構，改善材料性能，增加滲透劑的使用，從而開發(fā)出諸如稀土氮化和稀土氮碳共滲的新工藝。

減少了氮化和氮碳共滲的時間，提高了產品質量熱作模具鋼主要性能，并延長了模具的使用壽命。

根據生產實踐，表面強化技術是提高模具質量和延長模具使用壽命的重要措施。有幾種常用的表面強化技術：

隨著工業(yè)的發(fā)展，對鋼的性能有更多的特殊要求。采用金屬滲透的化學熱處理方法可使模具表面具有特殊的性能，以滿足使用要求。金屬的滲透過程，包括鉻的滲透，釩的滲透，鈮的滲透和鈦的滲透，可用于冷熱模具的加工。

熔融鹽金屬的滲透方法（熔融鹽碳化物的涂覆工藝和TD方法）可以在鋼表面獲得一系列高硬度碳化物。 滲透層的硬度高達1800?3200HV，可將模具的使用壽命延長數倍甚至十倍。幾次。

energy高能束表面強化技術

將金屬，合金或化合物置于真空室內進行蒸發(fā)（或濺射）的過程稱為物理氣相沉積（PVD），在某些條件下，這些氣相原子或分支在模具表面上沉淀。物理氣相沉積可分為三種類型：真空蒸發(fā)，陰***濺射和離子鍍。 具有加工溫度低，沉積速度快，無污染的特點。 非常適合模具表面強化，可以大大提高模具的使用壽命。

根據形式的基本原理，氣相沉積可分為化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）。

氣相沉積覆蓋模具表面，厚度為0。碳，氮，氧，硼化合物或5?10μm過渡族元素（Ti，V，Cr，W，Nb等的單金屬和非金屬涂層））。

滲碳和共滲氮是一種低溫氮碳共滲工藝（530?580°C），其中氮和碳同時滲透到含有活性碳和氮原子的介質中。 滲碳層的氮化較不脆。滲透時間比氮化時間短得多。壓鑄模具和熱擠壓模具的氮和碳滲透可顯著改善其熱疲勞性能。

氮滲入鋼表面的過程稱為鋼氮化熱作模具鋼主要性能。

滲氮可使模具零件比滲碳獲得更高的表面硬度，耐磨性，疲勞性能，紅色硬度和耐腐蝕性。由于氮化溫度低（500?570°C），因此氮化后模具零件的變形小。

化學熱處理是將模具加熱到一定溫度，使其與介質發(fā)生化學反應，使表面根據需要滲入一定數量的其他元素，從而改善表面層的化學組成，結構和性能，從而有效地改善表面 模具表面的耐磨性，耐腐蝕性，抗氧化性和抗咬合性使模具的使用壽命顯著提高。

幾乎所有化學熱處理工藝都可以用于模具熱處理。

⑵，氮化或氮碳共滲

滲硼熱處理工藝通常應用于各種冷作模具。 由于耐磨性的提高，模具的使用壽命可以增加幾倍或十倍以上。中碳鋼滲硼有時可以代替高合金鋼來制造模具。

硼化也可以應用于熱加工模具，例如熱擠壓模具。

CVD是使用化學成分使反應氣體在模具基板的表面上反應以形成覆蓋層的方法。 可以獲得超硬的內部磨料涂層，這是提高模具使用壽命的有效途徑。

氣體硫氮化在氮化爐中進行。 滲透劑是氨（體積分數為30％至50％）和硫化氫（體積分數為0）。02％）。氣態(tài)硫氮碳氮共滲采用氨水熔融硫脈熔體，浸滲溫度一般為540?570℃，浸滲時間為1?3h。

硫可以與鐵形成化合物FeS和FeS2并覆蓋表面，這可以降低摩擦系數并有效提高表面的抗咬合和耐磨性。在模具上使用此工藝后，模具的使用壽命會大大提高。近年來，氧，硫，硼，氮和碳的五元素滲透過程得到了發(fā)展。 經過五元素滲透后，可在模具表面形成碳化物，硫化物，氧化物，硼化物和氮化物，使模具表面的硬度顯著提高，氮和碳滲透到擴散層中，硬度為 也提高了模具的使用壽命。

氣相沉積層具有非常高的硬度，低摩擦系數和自潤滑性能，良好的耐磨料磨損性，強的耐腐蝕性和良好的耐大氣氧化性。 這是一種很有前途的新模具表面硬化技術。

為了提高模具的使用壽命，不僅需要高質量，性能好的模具材料，而且還應采用合理的熱處理工藝來提高其性能。韌性要求。表面強化技術不僅可以提高模具表面的耐磨性和其他性能，而且還可以保持基材足夠堅固。這對于提高模具的整體性能，節(jié)省合金元素，大大降低成本，充分發(fā)揮材料的潛力以及更好地利用新材料非常有效。

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