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氮化与软氮化在热作模具中的应用

时间:2019-02-27? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
        对金属或液态金属进行加热,保证温度达到其再结晶温度之上,对熔融态金属进行压制,制得金属型材或相关金属工件,这个过程中利用的模具就是热作模具,常见的热作模具主要包括有色金属压铸模具,热挤压模具,热锻压模具以及热冲压模具等等。热作模具的工作温度通常在700°C以上,其中热锻模具的工作温度能够达到1000°C,模具与加热后的金属或液态金属接触,其工作环境相对恶劣,会受到急冷急热作用的影响,在这样的背景下,模具受到的交变应力作用是十分复杂的,很容易出现模具龟裂或局部塌陷的问题,从而对压制效果产生不良影响。
        通过渗氮、多元共渗、软氮化等处理之后,热作模具表面的热硬性以及抗腐蚀能力提升,同时在模具表面会形成压应力,这就能够有效提升模具的抗疲劳特性,实现模具表面强化的效果,由此可见,对于上述热作模具来说,氮化与软氮化处理的应用都能够对模具表面起到强化作用,对于提升模具的使用寿命有着积极的意义,下面以三种热作模具为例进行具体分析。
1、热锻模具

        对于热锻工艺来说,其对模具的强度、硬度、抗变形能力、抗冲击破坏能力等有着较高的要求。可以采用短时氮化或氮化处理的方式来强化模具表面,降低模具表面与锻件之间的摩擦,提升滑动性能,以此可降低粘附、热胶着以及咬合等问题的发生概率。
        此外,氮化与软氮化处理还能够提升热锻模具的抗氧化性和耐磨性,在对热锻模具进行氮化处理或软氮化处理之后,为了消除应力松弛化问题,还可以重复氮化处理,提升热作模具的使用寿命。氮化和软氮化后的热锻模具寿命能够提升3~10倍。

2、铝型材模具

        对于铝型材模具来说,内孔磨损和拉伤等问题的出现可能导致模具失效,对铝型材模具进行软氮化处理之后,可以在内孔工作表面形成化合物,化合物层厚度可达10um以上,硬度可达1000HV以上,这就大大提升了铝型材模具的内孔耐磨性,使得模具与铝材之间的摩擦系数降低有效避免了内容磨损和拉伤等问题的出现。在软氮化处理过程中需要注意的是,在对铝型材模具进行软氮化处理之后,模块心部的应当能够达到50HRC以上,这就对采用H13制造的热挤压模具软氮化处理提出更高的要求,在软氮化之前要进行淬火处理。

3、压铸模具
        压铸模具一般为铝合金压铸模,在预处理的过程中,需要进行淬火处理,之后进行回火处理,其硬度保持在40~45HRC之间,在经过以上处理后,对模具进行软氮化处理,实现表面强化作用。
        此外,在进行氮化处理之后,压铸模具表面会形成900Mpa的压应力,有效解决了粘膜倾向的问题,对于模具表面抗热疲劳能力和耐磨性能的提升有着积极的意义,在冷热循环过程中在模具表面出现裂纹,从而提升压铸模具的使用寿命。
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