热作模具钢主要性能，模具钢的表面强化技术、改善模具的综合性能进行分析

热作模具钢主要性能，模具钢的表面强化技术、改善模具的综合性能进行分析

硼化是模具制造行业中常用的高温化学热处理工艺。根据所用介质的物理状态，硼化可分为固体硼化，液体硼化，气体硼化，糊状硼化和电解硼化。固体硼化温度为800?950℃，保持时间为2?6h，硼化物层的厚度为0。10?0。20mm，固体硼化后表面层的硬度高达1400?2800HV，优点是设备简单，操作方便，工件表面易于清洗，因此得到了广泛的应用。渗硼层较脆，扩散层较薄，支撑力强。 因此，氮化硼或碳氮共渗可用于强化过渡区并使硬度变化平稳。稀土元素可以显着提高硼化速度，使渗透层致密均匀，并改善其与基材之间的结合力。

渗硼后的零件可以在渗硼后进行热处理，以在渗透层和基材的性能之间找到合理的匹配。

生产实践证明，氮化和氮碳共渗后合金钢模具的使用寿命大大提高。

渗碳是机械工业中目前使用***广泛的化学热处理方法。其工艺特点是将低高碳低合金模具钢和中高碳高合金模具钢在渗碳活性介质（增碳剂）中加热至900?930°C，使碳原子渗透到模具表面 层，然后在低温下进行淬火和回火，以使模具的表面和型芯具有不同的成分，结构和性能。渗碳分为固体渗碳，液体渗碳和气体渗碳。

近来，已经开发了受控气氛渗碳，真空渗碳和苯离子渗碳。

3Cr2W8V钢压铸模具，先渗碳后在1150℃淬火，再在550℃回火两次，表面硬度可达到58?61HRC，使用寿命可提高8?3倍。6CrW3Mo2VNb和其他基础钢具有较高的强度和韧性，但表面的耐磨性通常较差。 用这种类型的钢制成的模具进行渗碳或渗氮处理可以显着提高其使用寿命。

热作模具钢主要性能,，硼化和金属化

气相在模具表面上的沉积

⒈化学热处理

渗氮方法包括固体渗氮，液体渗氮和气体渗氮。

目前，离子渗氮，真空渗氮，电解催化渗氮，高频渗氮等新技术正在被广泛使用，以缩短渗氮时间并获得高质量的渗氮层。

⑶，氧氮渗透，硫氮渗透，硫氮碳渗透，稀土催化剂及多次渗透

在气体氮化的同时，引入含氧介质（通常为空气，体积分数低于5％）以实现模具钢的氧气和氮化，从而获得氮化和蒸汽处理的结果。氧降低氢分压，增加氮原子活性，并加速渗透速率。 因此，氧-氮氮化的化合物层和扩散层的厚度比相应的醇-氨剂的相应的氮碳共渗层的厚度厚。特别是，复合层必须为50％至100％的厚度，并且不脆。 氧和氮渗入模具后，与氮碳共渗相比，其使用寿命大大提高。氧气和氮气的渗透温度为540?590℃，保持时间为1?3h。

它的共同特点是：加热速度快，工件变形小，不需要冷却介质，可控性好，易于实现自动加工。在中国，通常使用激光表面相变硬化，小尺寸电子束和中等功率离子注入来提高模具的表面硬度并取得良好的效果。

模具钢表面强化技术分析及模具综合性能的提高

⑴，渗碳和渗氮

渗氮和共渗氮是一种热处理工艺，其中模具零件的表面同时渗入碳和氮。

瞬间以***高的能量向模具表面提供能量以进行相变硬化，快速熔化和固化以及表面合金化的热处理称为高能束表面强化技术（也称为高密度表面强化）。 热源通常是指激光，电子束，离子束等。

许多装置的生产实践表明，在化学热处理中添加少量稀土元素具有更明显的渗透作用，并能加速：[C]，[N]，[B]等活性轻原子的产生 改变工件的表面化学成分，结构，改善材料性能，增加渗透剂的使用，从而开发出诸如稀土氮化和稀土氮碳共渗的新工艺。

减少了氮化和氮碳共渗的时间，提高了产品质量热作模具钢主要性能，并延长了模具的使用寿命。

根据生产实践，表面强化技术是提高模具质量和延长模具使用寿命的重要措施。有几种常用的表面强化技术：

随着工业的发展，对钢的性能有更多的特殊要求。采用金属渗透的化学热处理方法可使模具表面具有特殊的性能，以满足使用要求。金属的渗透过程，包括铬的渗透，钒的渗透，铌的渗透和钛的渗透，可用于冷热模具的加工。

熔融盐金属的渗透方法（熔融盐碳化物的涂覆工艺和TD方法）可以在钢表面获得一系列高硬度碳化物。 渗透层的硬度高达1800?3200HV，可将模具的使用寿命延长数倍甚至十倍。几次。

energy高能束表面强化技术

将金属，合金或化合物置于真空室内进行蒸发（或溅射）的过程称为物理气相沉积（PVD），在某些条件下，这些气相原子或分支在模具表面上沉淀。物理气相沉积可分为三种类型：真空蒸发，阴***溅射和离子镀。 具有加工温度低，沉积速度快，无污染的特点。 非常适合模具表面强化，可以大大提高模具的使用寿命。

根据形式的基本原理，气相沉积可分为化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。

气相沉积覆盖模具表面，厚度为0。碳，氮，氧，硼化合物或5?10μm过渡族元素（Ti，V，Cr，W，Nb等的单金属和非金属涂层））。

渗碳和共渗氮是一种低温氮碳共渗工艺（530?580°C），其中氮和碳同时渗透到含有活性碳和氮原子的介质中。 渗碳层的氮化较不脆。渗透时间比氮化时间短得多。压铸模具和热挤压模具的氮和碳渗透可显着改善其热疲劳性能。

氮渗入钢表面的过程称为钢氮化热作模具钢主要性能。

渗氮可使模具零件比渗碳获得更高的表面硬度，耐磨性，疲劳性能，红色硬度和耐腐蚀性。由于氮化温度低（500?570°C），因此氮化后模具零件的变形小。

化学热处理是将模具加热到一定温度，使其与介质发生化学反应，使表面根据需要渗入一定数量的其他元素，从而改善表面层的化学组成，结构和性能，从而有效地改善表面 模具表面的耐磨性，耐腐蚀性，抗氧化性和抗咬合性使模具的使用寿命显着提高。

几乎所有化学热处理工艺都可以用于模具热处理。

⑵，氮化或氮碳共渗

渗硼热处理工艺通常应用于各种冷作模具。 由于耐磨性的提高，模具的使用寿命可以增加几倍或十倍以上。中碳钢渗硼有时可以代替高合金钢来制造模具。

硼化也可以应用于热加工模具，例如热挤压模具。

CVD是使用化学成分使反应气体在模具基板的表面上反应以形成覆盖层的方法。 可以获得超硬的内部磨料涂层，这是提高模具使用寿命的有效途径。

气体硫氮化在氮化炉中进行。 渗透剂是氨（体积分数为30％至50％）和硫化氢（体积分数为0）。02％）。气态硫氮碳氮共渗采用氨水熔融硫脉熔体，浸渗温度一般为540?570℃，浸渗时间为1?3h。

硫可以与铁形成化合物FeS和FeS2并覆盖表面，这可以降低摩擦系数并有效提高表面的抗咬合和耐磨性。在模具上使用此工艺后，模具的使用寿命会大大提高。近年来，氧，硫，硼，氮和碳的五元素渗透过程得到了发展。 经过五元素渗透后，可在模具表面形成碳化物，硫化物，氧化物，硼化物和氮化物，使模具表面的硬度显着提高，氮和碳渗透到扩散层中，硬度为 也提高了模具的使用寿命。

气相沉积层具有非常高的硬度，低摩擦系数和自润滑性能，良好的耐磨料磨损性，强的耐腐蚀性和良好的耐大气氧化性。 这是一种很有前途的新模具表面硬化技术。

为了提高模具的使用寿命，不仅需要高质量，性能好的模具材料，而且还应采用合理的热处理工艺来提高其性能。韧性要求。表面强化技术不仅可以提高模具表面的耐磨性和其他性能，而且还可以保持基材足够坚固。这对于提高模具的整体性能，节省合金元素，大大降低成本，充分发挥材料的潜力以及更好地利用新材料非常有效。

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