延長金屬壓鑄模具使用壽命的方式 (2)

日期: 2018-07-12  來源:51模材  點擊數:  


  (2)滲氮。滲氮在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞極限、熱硬性及抗咬合性等。一般壓鑄模經淬火、回火(45~47HRC)后,必須進行滲氮,氮化層深度為0.15~0.2mm。有氣體滲氮,離子滲氮。H13鋼作擠壓鋁型材的空心模,經1,080℃油淬+560%:x2h兩次回火,硬度48HRC。經過520℃x4h的離子滲氮,模具擠壓的型材從1,000kg提高4,500kg,壽命提高了3倍。


  (3)N—C共滲(軟氮化)。軟氮化實質是在較低溫下進行的以滲氮為主的碳氮共滲。經軟氮化處理后,可顯著提高表面的疲勞強度及耐磨性、抗咬合、抗擦傷和腐蝕等性能“01。H13鋼由于滲氮化合物中,相對韌性較低,膨脹系數較大,對熱疲勞性能產生不利影響。在軟氮化時,由于C在8相中溶解度高(550℃時達38%),軟氮化溫度在565℃以下附近較好。即能保證滲速,又能使£+1’所需的N濃度較高,可在表層形成£之前有更多的N滲人基體,這樣在第二階段N原子擴散時,有利于形成合理的擴散層。軟氮化時間以2~4h為宜,超過6h,滲N層不再增加,硬度在2~3h達到最大值。實踐證明比較合理的氣體軟氮化工藝如圖1所示。


  (4)表面滲鋁滲鋁指鋁在金屬或合金表面擴散滲入的過程。滲鋁目的是提高材料的熱穩定性、耐磨性和耐蝕性。對模具表面進行先滲鋁后氧化的方法,使表面生成Fe—A1—0的混合物,以減少粘模的發生,從而延長模具的壽命。常用滲鋁有3種:固體粉末滲鋁、熱浸鍍鋁、表面噴鍍鋁再擴散退火。


  (5)模具滲鉻滲鉻可提高型腔表明硬度(1,300HV以上)、耐磨性、耐蝕性、疲勞強度和抗高溫氧化性。對承受強烈磨損的模具,可顯著提高使用壽命。滲鉻時,加熱到950℃~1,100℃,保溫5h~10h即可形成一層結合牢固的滲鉻層。滲鉻層厚度一般較小,不影響模具型腔的尺寸。如對壓鑄件的一般形狀及尺寸來說,鋁合金壓鑄模3Cr2W8V,經滲鉻后的使用壽命可提高10倍左右。


  5.3 表面形成覆蓋層強化氣相沉積技術:氣相沉積技術是利用氣相中發生的物理、化學過程,改變工件表面成分,在表面形成具有特殊性能(超硬耐磨或特殊的光學、電學性能)的金屬或化合物涂層的新技術。


  化學氣相沉積(CVD)的沉積物由引入高溫沉積區的氣體離解所產生。CVD處理的模具形狀不受限制,可在含碳量大于0.8%的工具鋼、滲碳鋼、高速鋼、鑄鐵以及硬質合金等表面上進行。在模具上涂覆TiC、TiN覆層的工藝,其覆層硬度高達3,000HV,使模具耐磨性和抗摩擦性能提高。CVD處理后還需要進行淬火回火。采用TiC、TiN的復合涂層,使模具壽命成倍提高。


  物理氣相沉積(PVD)鍍鈦加工采用納米涂層的新技術,在模具表面沉積多層多元素金屬薄膜(膜層厚度為l~71a,m),這層膜具有耐磨損、抗腐蝕,高硬度的功能,由于這層膜不與鋁、鋅等金屬溶液親和或發生反應,能極大地改善壓鑄件的離模性能而不發生粘?,F象。在改善液體金屬粘模和熱龜裂方面取得最佳效果,有效解決壓鑄模具碰到的問題,以獲得最優的綜合使用性能,解決了傳統工藝所無法解決的問題。


  6、優化模具設計及壓鑄工藝減少模具上尖角、拐角的地方,合理使用材料,規范加工和熱處理工藝。模具的氮化處理要控制模具的表面硬度HV,>600,氮化層深度達到0.12~0.2mm。正確的預熱模具,優化模具以改進內部冷卻,使模具獲得均勻熱平衡效果,使模具維護穩定較低的溫度,合理噴涂涂層,涂層對延緩熱疲勞裂紋有重要意義,提高模具壽命和效益。


  模具壓力加工是機械制造的重要組成部分,而模具的水平、質量和壽命則與模具表面強化技術息息相關。壓鑄模的工作條件極為復雜和惡劣,影響模具失效的主要是熱疲勞。我國鋁壓鑄模技術有了一定的發展,但與國外先進水平相比差距很大,其中模具壽命尤為突出。國外可達到8~15萬模次,國產模具壽命一般在4—8萬件之間,平均6萬件,模具壽命短,直接導致生產效率的下降和產品成本的提高。模具工業是國民經濟的基礎產業,模具工業的發展水平是衡量國家工業水平及鑄件開發能力的標志,從而采用延長壓鑄模使用壽命地最佳措施,這將對降低生產成本提高經濟效益具有重要地現實意義。


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