模具材料与热处理 教学课件 ppt 作者 吴光明 第五章.pdf

5Q 主编 第一节 模具表面强化处理概述 对模具表面进行处理，可以提高其表面硬度，改变表层化学成分和组 织，进而提高其耐磨性、抗粘附性、疲劳抗力和耐蚀性等。模具表面使用 性能的提高，不仅可以有效地延长模具的使用寿命，降低生产成本，而且 还能提高被加工件的表面质量。 表5-1 表面强化处理的作用及应用 第一节 模具表面强化处理概述 对模具表面进行处理，可以提高其表面硬度，改变表层化学成分和组 织，进而提高其耐磨性、抗粘附性、疲劳抗力和耐蚀性等。模具表面使用 性能的提高，不仅可以有效地延长模具的使用寿命，降低生产成本，而且 还能提高被加工件的表面质量。 表5-1 表面强化处理的作用及应用 第一节 模具表面强化处理概述 表5-2 表面强化处理的具体分类 第二节 模具表面化学强化处理 化学热处理是指将金属或合金工件置于一定的活性介质中保温，使 一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处 理工艺。化学热处理的种类很多，一般都以渗入的元素来命名。常用的 化学热处理方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硫、硫氮共渗、渗硼、硼 氮共渗、渗铝、渗铬、渗硅、渗锌和盐浴渗金属等。 一、渗碳、渗氮、渗硫、渗硼处理 1.渗碳 模具在渗碳介质中加热，使钢的表面渗入碳元素的热处理过程称为 渗碳。 (1)渗碳的特点 碳原子的渗入可以使模具工作表面获得高的硬度、耐磨 性与疲劳强度，而心部仍具有一定的强度和良好的韧性。渗层的碳的质 量分数一般为0.85 ％～1.05 ％，经淬火后，硬度为60 ～62HRC。 (2)渗碳的方法 根据渗碳介质的物理状态，渗碳方法可分为固体渗碳、 液体渗碳、气体渗碳、离子渗碳和真空渗碳等。 1.渗碳 1)工作原理。 固体渗碳是将工件置于填满木炭和碳酸钡的密封箱内进行( 图5-1) ，渗 碳剂是木炭和碳酸钡的混合物，其中木炭起渗碳作用，碳酸钡起催渗 作用。在高温下，木炭与空隙中的氧气渗碳采用液体或气体碳氢化合 物作为渗碳剂。国内应用最广的气体渗碳方法是滴注式气体渗碳，其 方法是将工件置于密封的加热炉中( 图5-2) ， 图5-1 固体渗碳装箱示意图 1—泥封 2—盖 3—试样 4—零件 5—渗碳剂 6—渗碳箱 图5-2 滴注式气体渗碳炉示意图 1—风扇电动机 2—废气火焰 3—炉盖 4—砂封 5—电阻丝 6—耐热罐 7—工件 8—炉体 1.渗碳 (3)渗碳在模具中的应用 渗碳主要用于承受冲击很大、要求高强度和 良好抗裂性能的小型模具及冷挤压成型的塑料模具，其应用效果见表5 -3。 表5-3 模具渗碳的应用效果 2.渗氮 渗氮也称氮化，它是在一定温度下，使活性氮原子渗入模具工作 表面并向内扩散，形成氮化物层的工艺过程。渗氮是模具上应用最广 的一种表面处理方法，几乎适用于所有类型的模具。 (1)渗氮的特点 1)具有高的表面硬度及耐磨性，并能保持到600℃左右而不明显下降。 2)具有高的疲劳抗力和耐蚀性。 3)渗氮处理温度低，渗后不再进行其他热处理，所以工件变形小，适 合精密模具的表面强化。 4)渗氮层浅( ＜0.7mm) ，脆性较大，只适合于含铬、钼等的合金钢。 (2)渗氮的方法 目前，常用的渗氮方法主要是气体渗氮和离子渗氮。 2.渗氮 表5-4 部分模具钢的渗氮工艺规范 2.渗氮 2) 离子渗氮。离子渗氮是在离子渗氮炉中进行的。它是在一定的真空度下 利用工件( 阴极)和阳极间产生的辉光放电现象进行的，所以又称辉光离子 氮。将工件置于离子渗氮炉(