模具表面处理技术精选课件.ppt
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1、关于模具表面关于模具表面处理技理技术第一页,本课件共有49页Page 2表表6-1模具表面处理技术的作用及应用模具表面处理技术的作用及应用处理工艺处理工艺作用作用应用应用渗碳渗碳提高硬度提高硬度(5256HRC)、耐磨性、耐疲劳性、耐磨性、耐疲劳性挤压模、穿孔工具等挤压模、穿孔工具等渗氮渗氮提提高高硬硬度度、耐耐磨磨性性、抗抗粘粘附附性性、热热硬硬性性、耐耐疲疲劳劳性性、抗抗蚀蚀性性(但周期长,表面有白色脆化层但周期长,表面有白色脆化层)挤压模、冷挤模等挤压模、冷挤模等离子渗碳离子渗碳可可消消除除表表面面白白色色的的脆脆化化层层,耐耐磨磨性性、耐耐疲疲劳劳性性和和变变形形均均优优于氮化于氮化挤
2、压模、挤压工具等挤压模、挤压工具等碳氮共渗碳氮共渗相相比比渗渗碳碳和和渗渗氮氮,具具有有更更高高的的硬硬度度、耐耐磨磨性性、耐耐疲疲劳劳性性、热硬性、热强性,生产周期短热硬性、热强性,生产周期短成成型型模模、冷冷挤挤模模、热热挤挤模模和和模模架架等等氮碳共渗氮碳共渗提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针渗硼渗硼具具有有极极好好的的表表面面硬硬度度、耐耐磨磨性性、抗抗粘粘附附性性、抗抗氧氧化化性性、热热硬性、良好的抗蚀性硬性、良好的抗蚀性挤压模、拉深模挤压模、拉深模碳氮硼三元共渗碳氮硼三
3、元共渗提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性挤压模、冲头针尖挤压模、冲头针尖盐浴覆层盐浴覆层(TD处理处理)提提高高硬硬度度、耐耐磨磨性性、耐耐热热疲疲劳劳性性、抗抗蚀蚀性性、抗抗粘粘附附性性、抗抗氧化性氧化性挤压模挤压模渗铬渗铬提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性挤压模、拉深模挤压模、拉深模镀硬铬镀硬铬降低表面粗糙度,提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性降低表面粗糙度,提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性挤压模、拉深模等挤压模、拉深模等钴基合金堆焊钴基合金堆焊提高硬度、耐磨性、热硬性提高硬度、耐磨性、热硬性挤压
4、模冲头、芯杆针尖挤压模冲头、芯杆针尖电火花表面强化电火花表面强化提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性冷、热挤压模等冷、热挤压模等喷丸处理喷丸处理提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性热挤压模、冲头针尖热挤压模、冲头针尖第二页,本课件共有49页Page 36.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术表面化学热处理的作用主要有以下两个方面。表面化学热处理的作用主要有以下两个方面。(1)强化工件表面强化工件表面(2)保护工件表面保护工件表面第三页,本课件共有49页Page 46.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术
5、一、渗碳一、渗碳(一一)气体渗碳气体渗碳气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热到气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热到900950(常用常用930),通入渗碳气体,通入渗碳气体(如煤气、如煤气、石油液化气和丙烷等石油液化气和丙烷等)或易分解的有机液体或易分解的有机液体(如煤油、如煤油、甲苯和甲醇等甲苯和甲醇等),在高温下通过反应分解出活性碳,在高温下通过反应分解出活性碳原子,活性碳原子渗入工件表面的高温奥氏体中,原子,活性碳原子渗入工件表面的高温奥氏体中,并通过扩散形成一定厚度的渗碳层。并通过扩散形成一定厚度的渗碳层。第四页,本课件共有49页Page 56.1表面化学热处理技术表面化学热处理
6、技术一、渗碳一、渗碳(二二)固体渗碳固体渗碳图图6-1滴注式气体渗碳炉工作示意滴注式气体渗碳炉工作示意图图6-2固体渗碳装箱示意固体渗碳装箱示意第五页,本课件共有49页Page 66.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)渗氮也称为氮化,是指在一定温度下使活性氮渗氮也称为氮化,是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的表面化学热处理工艺。原子渗入工件表面的表面化学热处理工艺。第六页,本课件共有49页Page 76.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)气体渗氮气体渗氮离子渗氮离子渗氮真空渗氮真空渗氮氮碳共渗氮碳共渗电解催渗渗氮电解催渗渗氮
7、常常用用的的渗渗氮氮方方法法第七页,本课件共有49页Page 86.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(一一)气体渗氮气体渗氮(1)经过渗氮后钢表面形成一层极硬的合金氮化物,渗氮层的硬度一般可达经过渗氮后钢表面形成一层极硬的合金氮化物,渗氮层的硬度一般可达到到6872HRC,不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层,不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层,而且还可以保持到而且还可以保持到600650而不明显下降。而不明显下降。(2)渗氮后钢的疲劳极限可提高渗氮后钢的疲劳极限可提高15%35%。这是由于渗氮层的体积。这是由于渗氮层的体积增大,使工件表面产
8、生了残余压应力。增大,使工件表面产生了残余压应力。(3)渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。(4)渗氮处理后,工件的变形很小,适合精密模具的表面强化。渗氮处理后,工件的变形很小,适合精密模具的表面强化。第八页,本课件共有49页Page 96.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(一一)气体渗氮气体渗氮表表6-2部分模具钢的气体渗氮工艺规范部分模具钢的气体渗氮工艺规范牌号牌号处理处理方法方法渗氮工艺规范渗氮工艺规范渗氮层渗氮层深度深度/mm表面硬度表面硬度阶段阶段渗氮温度渗氮温度/时间时间/h氨分解率氨分解率/%30CrMnSiA 一段一
9、段500 05253020300.20.358HRCCr12MoV 二段二段4805301825142736600.2720860HV40Cr一段一段4902415350.20.3600HV二段二段4801050010201520203050600.30.5600HV4Cr5MoV1Si一段一段5305501230600.150.2760800HV第九页,本课件共有49页Page 106.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(二二)离子渗氮离子渗氮离子渗氮有如下特点:离子渗氮有如下特点:(1)渗氮速度快,生产周期短。渗氮速度快,生产周期短。(2)渗氮层质量高。渗氮
10、层质量高。(3)工件的变形小。工件的变形小。(4)对材料的适应性强。对材料的适应性强。第十页,本课件共有49页Page 116.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术二、渗氮二、渗氮(氮化氮化)(二二)离子渗氮离子渗氮表表6-3部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果模具名称模具名称模具材料模具材料离子渗氮工艺离子渗氮工艺使用效果使用效果冲头冲头W18Cr4V500,6h提高提高24倍倍铝压铸模铝压铸模3Cr2W8V500,6h提高提高13倍倍热锻模热锻模5CrMnMo480,6h提高提高3倍倍冷挤压模冷挤压模W6Mo5Cr4V2500,2h提高提高1.5倍倍压延模
11、压延模Cr12MoV500,2h提高提高5倍倍第十一页,本课件共有49页Page 126.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术三、渗硫三、渗硫气体渗硫气体渗硫熔盐渗硫熔盐渗硫渗硫渗硫方法方法可按可按介质介质的物的物理状理状态态第十二页,本课件共有49页Page 136.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗四、碳氮共渗与氮碳共渗根据使用介质根据使用介质物理状况不同物理状况不同固体碳氮共渗固体碳氮共渗气体碳氮共渗气体碳氮共渗液体碳氮共渗液体碳氮共渗(一一)碳氮共渗碳氮共渗第十三页,本课件共有49页Page 146.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共
12、渗四、碳氮共渗与氮碳共渗根据共渗温度根据共渗温度的不同的不同高温高温(900950)中温中温(700880)低温低温(500600)(一一)碳氮共渗碳氮共渗第十四页,本课件共有49页Page 156.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗四、碳氮共渗与氮碳共渗气体碳氮共渗的特点如下:气体碳氮共渗的特点如下:(1)共渗层的力学性能综合了渗碳和渗氮的优点。共渗层的力学性能综合了渗碳和渗氮的优点。(2)碳氮共渗使共渗层的奥氏体相温度降低。碳氮共渗使共渗层的奥氏体相温度降低。(3)氮的渗入使共渗层的奥氏体的稳定性提高,渗层的淬氮的渗入使共渗层的奥氏体的稳定性提高,渗层的淬火性提高
13、,这样共渗后除可以用冷却速度较缓慢的介质火性提高,这样共渗后除可以用冷却速度较缓慢的介质进行淬火而减少变形外,还可以用较便宜的碳素钢代替进行淬火而减少变形外,还可以用较便宜的碳素钢代替低合金钢制造某些模具。低合金钢制造某些模具。(4)气体碳氮共渗的速度大于单独渗碳或渗氮的速度,缩气体碳氮共渗的速度大于单独渗碳或渗氮的速度,缩短了生产周期。短了生产周期。第十五页,本课件共有49页Page 166.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗四、碳氮共渗与氮碳共渗(二二)氮碳共渗氮碳共渗气体氮碳共渗所用的温度常采用气体氮碳共渗所用的温度常采用560570,时间为,时间为23h。与。
14、与气体渗氮相比,低温气体氮碳共渗的特点有:气体渗氮相比,低温气体氮碳共渗的特点有:(1)渗入温度低,时间短,工件变形小。渗入温度低,时间短,工件变形小。(2)不受钢种限制,碳钢、低碳合金钢、工具钢及不锈钢不受钢种限制,碳钢、低碳合金钢、工具钢及不锈钢等材料均可进行低温气体氮碳共渗。等材料均可进行低温气体氮碳共渗。(3)能显著提高工件的疲劳极限、耐磨性和耐蚀性。能显著提高工件的疲劳极限、耐磨性和耐蚀性。(4)共渗层硬而具有一定的韧性,不易剥落。共渗层硬而具有一定的韧性,不易剥落。第十六页,本课件共有49页Page 176.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术五、渗硼五、渗硼渗硼的特点如下:渗硼
15、的特点如下:(1)渗硼层的硬度渗硼层的硬度很高。很高。(3)热硬性高。热硬性高。(2)耐蚀性高。耐蚀性高。(4)耐热性高。耐热性高。第十七页,本课件共有49页Page 186.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术五、渗硼五、渗硼渗硼的特点如下:渗硼的特点如下:渗硼的方法渗硼的方法液体渗硼液体渗硼气体渗硼气体渗硼固体渗硼固体渗硼第十八页,本课件共有49页Page 196.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术五、渗硼五、渗硼表表6-4部分模具渗硼的强化效果部分模具渗硼的强化效果模具名称模具名称钢号钢号淬火、回火态寿命淬火、回火态寿命渗硼态寿命渗硼态寿命冷冲裁模冷冲裁模CrWMn0.5万件万件1
16、万件万件热挤压模热挤压模30Cr3W5V100h261h热锻模热锻模5CrNiMo0.5万件万件1万件万件热锻用冲头热锻用冲头55 Ni2CrMnMo 100h240h连杆热成型模连杆热成型模5CrMnMo2万件万件6万件万件冷镦六方螺母凹模冷镦六方螺母凹模Cr12MoV0.5万件万件6万件万件冷轧顶头凸模冷轧顶头凸模65Mn0.4万件万件2万件万件第十九页,本课件共有49页Page 206.1表面化学热处理技术表面化学热处理技术六、渗金属六、渗金属渗铬渗铬渗钒及渗钒及TD法渗钒法渗钒渗铌渗铌渗铝渗铝第二十页,本课件共有49页Page 216.2涂涂镀镀技技术术一、电镀一、电镀图图6-3电镀装
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