壓鑄模具氮化的好處,壓鑄模具氮化的好處和壞處

博主:adminadmin 2023-05-22 06:36:07 條評論
摘要:今天給各位分享壓鑄模具氮化的好處的知識,其中也會對壓鑄模具氮化的好處和壞處進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!本...

今天給各位分享壓鑄模具氮化的好處的知識,其中也會對壓鑄模具氮化的好處和壞處進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!

本文目錄:

  • 1、模具淡化有什么好處
  • 壓鑄模具氮化的好處,壓鑄模具氮化的好處和壞處

  • 2、鋁合金模具表面一般做什么處理,氮化與鍍鈦的異同是什么?
  • 3、氮化技術(shù)是什么技術(shù)?

模具淡化有什么好處

是氮化,不是淡化。氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。經(jīng)氮化處理的模具型腔具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。

鋁合金模具表面一般做什么處理,氮化與鍍鈦的異同是什么?

一般現(xiàn)在的鋁壓鑄模具的型腔是不采用氮化的!個別小的型芯才進行軟氮化的!因為氮化以后模具的表面太硬了,容易產(chǎn)生熱龜裂,影響模具的壽命!鍍鈦處理適合于比較大的受高熱型芯(冷卻效果不是很理想,增加斜度有困難容易咬模的情況下]!效果比較好!但是價格比較貴(在其他辦法還不能解決咬模的情況下使用)!所以現(xiàn)在的模具只要正常的淬火回火就可以使用了!

氮化技術(shù)是什么技術(shù)?

一、氮化的機理

氮化是將工件放入大量活性氮原子的介質(zhì)中,在一定溫度與壓力下,把氮原子滲入鋼件表面,形成富氮硬化層的熱處理。

二、氮化的作用

1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。例如用38CrMoAlA鋼制作的零件經(jīng)氮化處理后表面的硬度可達HV=950—1200,相當于HRC=65—72,而且氮化后的高強度和高耐磨性保持到500—600℃,不會發(fā)生顯著的改變。

2、能提高抗疲勞能力。由于氮化層內(nèi)形成了更大的壓應力,因此在交變載荷作用下,零件表現(xiàn)出具有更高的疲勞極限和較低的缺口敏感性,氮化后工件的疲勞極限可提高15—35%。

3、提高工件抗腐蝕能力,由于氮化使工件表面形成一層致密的、化學穩(wěn)定性較高的相層,在水蒸氣中及堿性溶液中具有高的抗腐蝕性,此種氮化法又簡單又經(jīng)濟,可以代替鍍鋅、發(fā)藍,以及其它化學鍍層處理。此外,有些模具經(jīng)過氮化,不但可以提高耐磨性和抗腐性,還能減少模具與零件的粘合現(xiàn)象,延長模具的工作壽命。

二、氮化的實現(xiàn)方法

1、氣體氮化

氣體氮化是將工件放入一個密封空間內(nèi),通入氨氣,加熱到500-580℃保溫幾個小時到幾十個小時。氨氣在400℃以上將發(fā)生如下分解反應:2NH3—→3H2+2[N],從而爐內(nèi)就有大量活性氮原子,活性氮原子[N]被鋼表面吸收,并向內(nèi)部擴散,從而形成了氮化層。

以提高硬度和耐磨性的氮化通常滲氮溫度為500—520℃。停留時間取決于滲氮層所需要的厚度,一般以0.01mm/h計算。因此為獲得0.25—0.65mm的厚度,所需要的時間約為20—60h。提高滲氮溫度,雖然可以加速滲氮過程,但會使氮化物聚集、粗化,從而使零件表面層的硬度降低。

對于提高硬度和耐磨性的氮化,在氮化時必須采用含Mo、A、V等元素的合金鋼,如38CrMoAlA、38CrMoAA等鋼。這些鋼經(jīng)氮很后,在氮化層中含有各種合金氮化物,如:AlN、CrN、MoN、VN等。這些氮化物具有很高的硬度和穩(wěn)定性,并且均勻彌散地分布于鋼中,使鋼的氮化層具有很高的硬度和耐磨性。Cr還能提高鋼的淬透性,使大型零件在氮化前調(diào)質(zhì)時能得到均勻的機械性能。Mo還能細化晶粒,并降低鋼的第二類回火脆性。如果用普通碳鋼,在氮化層中形成純氮化鐵,當加熱到較高溫度時,易于分解聚集粗化,不能獲得高硬度和高耐磨性。

抗腐蝕氮化溫度一般在600—700℃之間,分解率大致在40—70%范圍,停留時間由15分鐘到4小時不等,深度一般不超過0.05m m。對于抗腐蝕的氮化用鋼,可應用任何鋼種,都能獲得良好的效果。

2、液體氮化

液體氮化它是一種較新的化學熱處理工藝,溫度不超過570℃,處理時間短,僅1—3h;而且不要專用鋼材,試驗表明:40Cr經(jīng)液體氮化處理比一般淬火回火后的抗磨能力提高50%;鑄鐵經(jīng)液體氮化處理其抗磨能力提高更多。不僅如此,實踐證明:經(jīng)過液體氮化處理的零件,在耐疲勞性、耐腐蝕性等方面都有不同程度的提高;高速鋼刀具經(jīng)液體氮化處理,一般能提高使用壽命20—200%;3Cr2W8V壓鑄模經(jīng)液體氮化處理后,可提高使用壽命3—5倍。液體氮化表層硬而不脆,并且具有一定的韌性,不容易發(fā)生剝落現(xiàn)象。

但是,液體氮化也有缺點:如它的氮化表層中的氮鐵化合物層厚度比較薄,僅僅只有0.01—0.02mm。國外多采用氰化鹽作原料液體氮化,國內(nèi)已改用無毒原料液體氮化。我國無毒液體氮化的配方是:尿素40%,碳酸鈉30%、氯化鉀20%,氫氧化鉀10%(混合鹽溶點為340℃左右)。液體氮化雖然有很多優(yōu)點,但由于溶鹽反應有毒性,影響操作人員身體健康,廢鹽也不好處理。因此,與用越來越受到限制。

3、離子氮化

離子氮化又叫“輝光離子氮化”是最近起來的一種熱處理工藝,它具有生產(chǎn)周期短,零件表面硬度高,能控制氮化層脆性等優(yōu)點。因而,近幾年來國內(nèi)發(fā)展迅速,使用范圍很廣。

輝光離子氮化的基本原理:

輝光離子氮化是將零件放到離子氮化的真空室內(nèi),氮化的零件接高壓直流電源的陰極(負極),電爐外殼接直流高壓電源的陽極(正極),當向真空容器內(nèi)充入氨氣,但容器內(nèi)壓強保持200-1000PA之間,在陰極和陽極間加800—1000伏直流電壓,氨氣就會電離,這種氣體經(jīng)電離作用后,產(chǎn)生帶正電的氮陽離子[N+]和帶負電的陰離子[N-],形成了一個等離子區(qū)。在等離子區(qū)內(nèi),氮的正離子在高壓電場加速下,快速沖向陰極,轟擊清洗需氮化的零件表面,將動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,還由于氮離子轉(zhuǎn)變成氮原子時,又放出大量的熱能并發(fā)出很亮的淡紫色光,另外電壓降落在工件附近時也產(chǎn)生熱量,這三種熱量將零件加熱到需要氮化溫度。

在這種溫度下,氮離子與零件金屬表面發(fā)生化學反應,氮原子滲入到零件表面并擴散到內(nèi)部,形成了氮化層。

輝光離子氮化的特點:

(1)、表面加熱速度快,可縮短加熱及冷卻時間,到十分之一至十二分之一。而且除處理表面加熱外其余部分均處在低溫(100℃左右)狀態(tài),既節(jié)約了加熱功率又減少零件的變形。

(2)、擴散過程快,在高壓電場作用下,由于氮化原子的運動速度比氣體氮化快許多倍,滲入速度更快,一般只需要3—10h。

(3)、氮化層韌性好,具有高抗疲勞和高抗磨性能,氮化層脆性白色相(Fe2N)控制在0—0.2mm范圍,從而免去氮化零件的磨削加工。

表面硬度高達HV900(HRC64),氮化層深度可掌握在0.09—0.87mm。

四、各種氮化法的成本分析

1、鹽浴氮化爐結(jié)構(gòu)簡單,價格低,操作工藝很容易掌握,氮化成本也低,但氮化質(zhì)量不高,廢棄物有污染,通常很少采用。

2、氣體氮化爐構(gòu)復雜,價格稍高,操作相比而言稍有難度,但氮化質(zhì)量好,可以達到很深的滲層與較高的硬度,但需要較長的時間,氨氣的用量也很高

3、離子氮化爐生產(chǎn)制造工藝要求很高,所用材料也很講究,電氣控制技術(shù)含量很高,對操作人員的整體要求高,但氮化質(zhì)量最好,滲入速度快,氮化成本低于氣體氮化,是很好的發(fā)展趨勢。

以一次性裝爐量在400公斤為例:初步投資別如下

鹽浴氮化爐投資在貳萬元左右

氣體氮化爐在肆萬元左右

離子氮化要在玖萬元左右

達到同樣的滲層,離子氮化的成本約為氣體氮化的60%(由于鹽浴氮化很難達到氣體氮化與離子氮化的滲層,所以不能比較它們的運行成本)

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