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1、模具表面模具表面模具表面模具表面强强化技化技化技化技术术本讲稿第一页，共十一页1￥模具表面强化技术简介￥模具表面强化技术简介2￥等离子化学热处理的优缺点￥等离子化学热处理的优缺点3￥等离子￥等离子 化学热处理分类化学热处理分类 本讲稿第二页，共十一页模具表面强化技术简介模具表面强化技术简介模具表面强化技术简介模具表面强化技术简介模具表面强化技术是在基体材料原有性能的基础上再赋予新的性能。这些性能模具表面强化技术是在基体材料原有性能的基础上再赋予新的性能。这些性能主要有：耐磨性、抗黏附性、抗热咬合性、耐热疲劳、耐疲劳强度、耐腐蚀性等等。主要有：耐磨性、抗黏附性、抗热咬合性、耐热疲劳、耐疲劳强度、
2、耐腐蚀性等等。模具工作零件表面强化处理按其原理可以分为三种：模具工作零件表面强化处理按其原理可以分为三种：第一种是改变表面化学成分的化学处理强化方法，如第一种是改变表面化学成分的化学处理强化方法，如 渗碳、渗氮、渗铬和渗硼以及多元共渗属化学热处理；渗碳、渗氮、渗铬和渗硼以及多元共渗属化学热处理；第二种是各种涂层的表面涂覆处理，如堆焊、镀硬铬、第二种是各种涂层的表面涂覆处理，如堆焊、镀硬铬、超硬化合物涂层属表面涂覆处理；超硬化合物涂层属表面涂覆处理；第三种是不改变表面化学成分的强化处理，第三种是不改变表面化学成分的强化处理，如火焰淬火、如火焰淬火、喷丸强化等。喷丸强化等。本讲稿第三页，共十一页等
3、离子化学热处理的优缺点等离子化学热处理的优缺点 发展最快、工业应用最广的等离子体热处理发展最快、工业应用最广的等离子体热处理方法是等离子体化学热处理。与常规化学热方法是等离子体化学热处理。与常规化学热处理相比，等离子体化学热处理具有优质、处理相比，等离子体化学热处理具有优质、高效、低耗、洁净、无公害等特点。但是，高效、低耗、洁净、无公害等特点。但是，此技术用于批量大的小模具及其他小零件此技术用于批量大的小模具及其他小零件(如如螺栓、螺母、链条等螺栓、螺母、链条等)时，装炉麻烦，渗层时，装炉麻烦，渗层质量不易控制。而且，同炉混装不同形状、质量不易控制。而且，同炉混装不同形状、尺寸的工件时，不易均
4、匀控制工件温度。尺寸的工件时，不易均匀控制工件温度。本讲稿第四页，共十一页等离子等离子 化学热处理分类化学热处理分类本讲稿第五页，共十一页离子渗碳离子渗碳离子渗碳，亦称辉光渗碳。渗碳是将价廉、具有良好离子渗碳，亦称辉光渗碳。渗碳是将价廉、具有良好成型性和延展性的低碳钢或低碳合金钢母体材料在碳成型性和延展性的低碳钢或低碳合金钢母体材料在碳基气氛中加热，使活性碳渗入母材而形成强韧、耐磨基气氛中加热，使活性碳渗入母材而形成强韧、耐磨表面的一种热处理方法。离子渗碳则在于活性碳是由表面的一种热处理方法。离子渗碳则在于活性碳是由碳氢化合物气体在真空等离子区中，碳氢化合物气体在真空等离子区中，通过直流辉光放
5、通过直流辉光放电电离而获得，电电离而获得，其原理与离子渗其原理与离子渗氮相似。氮相似。本讲稿第六页，共十一页离子渗氮离子渗氮离子渗氮是目前工业上应用最广、最成熟离子渗氮是目前工业上应用最广、最成熟的离子热处理工艺。该工艺易通过调整工的离子热处理工艺。该工艺易通过调整工艺参数艺参数(如电压、电流、炉内气体压强、温如电压、电流、炉内气体压强、温度、时间和工作气体成分等度、时间和工作气体成分等)获得纯扩散层、获得纯扩散层、单相、化合物层等。离子渗氮的技术关键是如单相、化合物层等。离子渗氮的技术关键是如何根据其特点，结合相关模具服役条件，合理何根据其特点，结合相关模具服役条件，合理选择工艺参数，继而获
6、得所需的最佳渗层。选择工艺参数，继而获得所需的最佳渗层。本讲稿第七页，共十一页离子碳氮共渗离子碳氮共渗离子渗碳氮技术是依靠炉气活性组分离子渗碳氮技术是依靠炉气活性组分C3H8和和NH3在钢表面分解，析出的活性原子在钢表面分解，析出的活性原子C和和N被被表面吸收并向基体内部扩散而实现的，它表面吸收并向基体内部扩散而实现的，它又称离子软氮化，是从盐浴和气软氮化发又称离子软氮化，是从盐浴和气软氮化发展而来的。离子渗碳氮的操作方法与离子展而来的。离子渗碳氮的操作方法与离子渗氮基本相同，但工作气体成分不同，其渗氮基本相同，但工作气体成分不同，其冷却方式除在真空条件下缓慢冷却外，还冷却方式除在真空条件下缓
7、慢冷却外，还可进行油淬或高压气淬。可进行油淬或高压气淬。本讲稿第八页，共十一页离子渗硼离子渗硼 渗硼是一种很有效的表面硬化工艺。金属渗硼是一种很有效的表面硬化工艺。金属零件渗硼后，表面形成的硼化物及碳化硼零件渗硼后，表面形成的硼化物及碳化硼等化合物的硬度极高，渗硼钢在硬度、耐等化合物的硬度极高，渗硼钢在硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性上均比渗碳或渗氮磨性、耐热性、耐蚀性上均比渗碳或渗氮钢高。渗硼的方法很多，常规方法有气体、钢高。渗硼的方法很多，常规方法有气体、液体、固体和电解渗硼等。离子渗硼有渗液体、固体和电解渗硼等。离子渗硼有渗层物均匀、渗速快、渗后工件无需清理等层物均匀、渗速快、渗后工件无需清
8、理等优点，是很有发展前途的工艺。优点，是很有发展前途的工艺。本讲稿第九页，共十一页离子渗金属离子渗金属模具表面渗金属是指在一定的温度和真空模具表面渗金属是指在一定的温度和真空度条件下，还原出的活性金属原子或电离、度条件下，还原出的活性金属原子或电离、溅射出的金属原子扩散进入模具钢基体表溅射出的金属原子扩散进入模具钢基体表层形成合金渗层，从而改变表层化学成分、层形成合金渗层，从而改变表层化学成分、组织和性能的方法。，其硬度高、耐磨性组织和性能的方法。，其硬度高、耐磨性好，并具有较好的抗氧化和耐腐蚀性，大好，并具有较好的抗氧化和耐腐蚀性，大大提高了模具的表面性能及使用寿命。大提高了模具的表面性能及使用寿命。本讲稿第十页，共十一页谢谢谢谢本讲稿第十一页，共十一页