1:鋁型材擠壓模具的氮化工藝流程
氣體軟氮化的主要工藝參數(shù)為氮化溫度,氮化時(shí)間,以及氮化氣氛。
對(duì)于鋁型材模具,我們推薦以下氮化工藝藝過(guò)程如下:
裝料一預(yù)熱一氮化一深處理一清洗一拋光上油
裝料前一般應(yīng)將模具清洗干凈,不能將鐵屑、鋁材等帶入爐內(nèi)。預(yù)熱的時(shí)間一般不宜過(guò)長(zhǎng),控制在20-30分鐘,溫度控制在300~400℃。預(yù)熱完成后,將料筐連同模具吊入氮化爐中,此前,氮化爐中鹽浴應(yīng)充分熔化并攪拌均勻,鹽溫控制在570—580t之間。模具放人后,往氮化鹽浴中通入一定量的空氣,通氣量通常為6~12L/min。將氮化介質(zhì)氨氣通入氮化爐中,加熱至500~600℃發(fā)生熱分解:2NH3≒2[N]+3H2。分解活性[N]原子被鋼件表面吸收,并向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,首先溶解在α-Fe中形成固溶體,飽和后逐漸形成氮化物層。滲氮層具有高硬度、高耐磨、高抗疲勞強(qiáng)度和較高抗蝕性及熱處理畸變小等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)。模具經(jīng)氮化處理后,可成倍、甚至數(shù)倍提高模具使用壽命。,保溫時(shí)間為3小時(shí)20分鐘。因?yàn)榛衔飳拥挠捕仍诠矟B2-3小時(shí)達(dá)到最高,而隨時(shí)間的延長(zhǎng),氮化層深度增加緩慢。氮化氣氛由氨氣分解率和含碳滲劑的滴量速度所決定。氮化完成后將模具吊出放入深理爐中處理,深處理爐中鹽浴溫度控制在320-340~C之間,模具處理時(shí)間控制在3—10分鐘。于模具溫度較高,模具進(jìn)入深處理爐后,鹽浴溫度會(huì)升高到400℃以上,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡,注意防止鹽浴泡沫溢出。工序完成后,將模具吊深處理爐并吊入水槽中清洗。
2:擠壓模具氮化的原理:
氣體軟氮化,即氣體氮碳共滲,是指以氣體滲氮為主,滲碳為輔的的低溫氮碳共滲。常用介質(zhì)有50%氨氣+50%吸熱式氣體(Nitemper法);35%-50%氨氣+50-60%放熱式氣體(Nitroc法)和通氨氣時(shí)滴注乙醇或甲酰胺等數(shù)種。在軟氮化時(shí),由于碳原子在ε相中的溶解度高,軟氮化的表層是碳、氮共同的化合物,這種化合物韌性好且耐磨。
在氣體軟氮化過(guò)程中,由于碳原子的溶解度極低,所以很快達(dá)到飽和狀態(tài),析出許多超顯微的滲碳體質(zhì)點(diǎn)。這些滲碳體質(zhì)點(diǎn),作為氮化物結(jié)晶的核心,促使氮化物的形成。而當(dāng)表層氮濃度達(dá)到一定時(shí)便形成ε相,而ε相的碳溶解能力很高,反過(guò)來(lái)又能加速碳的溶解。
氣體軟氮化后,其組織由ε相,γ′相和含氮的滲碳體Fe3(C,N)所組成,碳會(huì)降低氮的擴(kuò)散速度,所以熱應(yīng)力和組織應(yīng)力較硬氮化大,滲層更薄。但同時(shí),由于軟氮化層不存在ξ相,故氮化層韌性比硬氮化后更佳。
3:鋁型材擠壓模具軟氮化工藝的改進(jìn):
鋁型材擠壓模具報(bào)廢形式有兩種:斷裂失效和磨損失效,其中后者約占80%。因此,提高模具工作帶的表面顯微硬度、耐蝕性和抗鋁合金咬合性能,以提高模具壽命就顯得非常重要。為了提高鋁型材表面質(zhì)量,降低模具使用成本,對(duì)原有的軟氮化工藝進(jìn)行改進(jìn),效果明顯。
1 設(shè)備改進(jìn)原有設(shè)備有機(jī)試劑從滴管滴入爐內(nèi)。這種爐型結(jié)構(gòu)有下列缺點(diǎn):
(1)爐底部空氣不能徹底排出,易造成模具氧化;
(2)有機(jī)試劑從A處滴入,爐內(nèi)氣體混合不均勻,氮化效果上下不一致;(3)降溫過(guò)程慢,對(duì)模具起回火作用。
改進(jìn)后的設(shè)備,氮?dú)庥蛇M(jìn)氣管進(jìn)入爐內(nèi),經(jīng)環(huán)形管散發(fā)到爐膛內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是:(1)爐內(nèi)原有氣體能排凈;
(2)氮?dú)饨?jīng)環(huán)形管進(jìn)入爐內(nèi),使?fàn)t內(nèi)氣氛均勻;
(3)增加鼓風(fēng)機(jī)和兩個(gè)出氣口,使降溫速度加快。
2 工藝改進(jìn).1 新舊工藝對(duì)比新舊工藝對(duì)比的詳細(xì)情況列于表1和圖2。圖1 改進(jìn)前后的設(shè)備(a)原設(shè)備:1—爐蓋,2—電阻絲,3—爐殼; (b)改進(jìn)后的設(shè)備:1—爐蓋,2—電阻絲,3—爐殼,4—環(huán)形管表1 新舊工藝對(duì)比項(xiàng)目原工藝新工藝藥劑甲酰胺+尿素氨氣+酒精溫度/℃.
4:鋁型材擠壓模具壓多久氮化一次?
每氮化一次可以增加擠壓次數(shù),根據(jù)模具大小,型材壁厚,復(fù)雜程度等確定氮化時(shí)間:
第一次氮化約20-40個(gè)棒
第二次30到60個(gè)棒
第三次45到80個(gè)棒
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