鋁型材擠壓模具進行氮化處理可顯著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和疲勞性能,但是,在生產過程中,由于工藝操作不當,容易造成擠壓模具滲氮硬度低、深度淺、硬度不均勻、滲氮層不致密等缺陷,影響模具使用壽命。針對可能出現的問題,我們可以采取如下措施來進行預防。
一、滲氮擠壓模具表面硬度偏低
1、擠壓模具滲氮時間太短、滲氮溫度偏低、滲氮爐有效加熱區的溫度分布不均、滲氮過程第一階段氮濃度控制不當等;
2、擠壓模具裝爐前未清除掉污垢及裝爐量過多、模具間距太近。
預防措施:
1、嚴格控制裝爐前擠壓模具表面質量、裝爐量、爐內溫差和氮氣氛、滲氮時間和溫度;
2、加強滲氮爐密封,保證爐內氮氣氛循環正常,并按工藝要求控制氨分解率,對已經出現滲氮層不足的模具可進行二次滲氮,嚴格按照滲氮第二階段工藝補充滲氮。
二、擠壓模具滲氮后表面有氧化色
1、氣體滲氮罐漏氣或爐蓋密封不良;
2、提供氨氣的干燥裝置中的干燥劑失效,通入爐中的氨氣含有水分;
3、滲氮結束后隨爐冷卻時供氧不足造成罐內負壓,吸入空氣造成氧化色;
4、擠壓模具氮化后出爐溫度過高在空氣中氧化。
預防措施:
1、經常檢查設備,確保爐蓋密封良好;
2、定期更換氨氣干燥裝置中的干燥劑;
3、滲氮后的模具作好采用油冷。對要求嚴格控制形的擠壓模具在滲氮結束冷卻時要繼續提供少量氨氣,避免爐內產生負壓。出爐溫度控制在170℃以下,避免滲氮模具在空氣中氧化。
4、對已經產生氧化的滲氮擠壓模具可在低壓下噴細砂清除,并重新加熱到510℃左右在進行4h滲氮,滲氮后爐冷卻至170℃以下出爐。
三、模具滲氮后表層出現網狀及波紋狀、針狀或魚骨紋
1、操作時滲氮溫度過高、升溫加熱和降溫冷卻速度過快;控溫儀表失靈、爐內實際溫度比儀表指示溫度高;
2、模具預備熱處理時淬火加熱溫度過高、模具基體晶粒過大;
3、液氨含水量高,通入氣體滲氮爐中的氨氣含水分;
4、氣體滲氮爐中氨分解率太低即氮勢過高;
5、預備熱處理時,淬火加熱未在保護氣氛中進行,模具表層脫碳嚴重,在滲氮后極易出現針狀、魚骨狀氮化物。
預防措施:
1、正確制定擠壓模具氮化處理工藝,氮化溫度選擇在500~580℃,一般不要超過580℃,并定期對控溫儀表進行校正,升溫加熱速度不宜過快;
2、模具預備熱處理的淬火加熱溫度不宜過高,以免模具材料內部組織中馬氏體晶粒過大;加熱應在保護氣氛中進行,避免模具氧化脫碳;
3、氮氣要經過干燥裝置再通入滲氮爐中,定期更換干燥劑;
4、嚴格控制滲氮爐中的氨分解率,不應使爐中氮勢過高。
5、對已經產生網狀及波紋狀氮化物的擠壓模具可在540℃左右的爐中進行10~15h的擴散處理,消除模具氮化層中的網狀及波紋狀氮化物。