模具表面处理技术概述课件.ppt
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1、项目6 模具表面处理技术项目6 模具表面处理技术表6-1 模具表面处理技术的作用及应用处理工艺 作用 应用渗碳 提高硬度(52 56HRC)、耐磨性、耐疲劳性 挤压模、穿孔工具等渗氮提 高 硬 度、耐 磨 性、抗 粘 附 性、热 硬 性、耐 疲 劳 性、抗蚀性(但周期长,表面有白色脆化层)挤压模、冷挤模等离子渗碳可 消 除 表 面 白 色 的 脆 化 层,耐 磨 性、耐 疲 劳 性 和 变 形 均优于氮化挤压模、挤压工具等碳氮共渗相 比 渗 碳 和 渗 氮,具 有 更 高 的 硬 度、耐 磨 性、耐 疲 劳 性、热硬性、热强性,生产周期短成 型 模、冷 挤 模、热 挤 模 和 模架等氮碳共渗
2、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 孔针渗硼具 有 极 好 的 表 面 硬 度、耐 磨 性、抗 粘 附 性、抗 氧 化 性、热硬性、良好的抗蚀性挤压模、拉深模碳氮硼三元共渗 提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性 挤压模、冲头针尖盐浴覆层(TD 处理)提 高 硬 度、耐 磨 性、耐 热 疲 劳 性、抗 蚀 性、抗 粘 附 性、抗氧化性挤压模渗铬 提高硬度、耐磨性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性 挤压模、拉深模镀硬铬 降低表面粗糙度,提高表面硬度、耐疲劳性、抗蚀性 挤压模、拉深模等钴基合金堆焊 提高硬度、耐磨性、热硬性 挤压模冲头、芯杆针尖电火花表
3、面强化 提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性 冷、热挤压模等喷丸处理 提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性 热挤压模、冲头针尖Page 2任务6.1 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。(1)强化工件表面(2)保护工件表面Page 3任务6.1 表面化学热处理技术一、渗碳(一)气体渗碳气体渗碳是将工件置于密闭的渗碳炉中加热到900 950(常用930),通入渗碳气体(如煤气、石油液化气和丙烷等)或易分解的有机液体(如煤油、甲苯和甲醇等),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,并通过扩散形成一定厚度的渗碳层。Page 4任务6.1
4、表面化学热处理技术一、渗碳(二)固体渗碳图6-1 滴注式气体渗碳炉工作示意图6-2 固体渗碳装箱示意Page 5任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)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。Page 6任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)气体渗氮离子渗氮真空渗氮氮碳共渗电解催渗渗氮常用的渗氮方法Page 7任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)(一)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到6872HRC,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600650而不明显下降。(
5、2)渗氮后钢的疲劳极限可提高15%35%。这是由于渗氮层的体积增大,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。(4)渗氮处理后,工件的变形很小,适合精密模具的表面强化。Page 8任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)(一)气体渗氮表6-2 部分模具钢的气体渗氮工艺规范牌号处理方法渗氮工艺规范渗氮层深度/mm表面硬度阶段 渗氮温度/时间/h氨分解率/%30CrMnSiA一段 5005 2530 2030 0.20.3 58HRCCr12MoV 二段4805301825142736600.2720860HV40Cr一段 490 24 1535 0.20.3 600
6、HV二段4801050010201520203050600.30.5 600HV4Cr5MoV1Si一段 530550 12 3060 0.150.2760800HVPage 9任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)(二)离子渗氮离子渗氮有如下特点:(1)渗氮速度快,生产周期短。(2)渗氮层质量高。(3)工件的变形小。(4)对材料的适应性强。Page 10任务6.1 表面化学热处理技术二、渗氮(氮化)(二)离子渗氮表6-3 部分模具钢的离子渗氮工艺与使用效果模具名称 模具材料 离子渗氮工艺 使用效果冲头 W18Cr4V 500,6h 提高24倍铝压铸模 3Cr2W8V 500,6h 提
7、高13倍热锻模 5CrMnMo 480,6h 提高3倍冷挤压模 W6Mo5Cr4V2 500,2h 提高1.5倍压延模 Cr12MoV 500,2h 提高5倍Page 11任务6.1 表面化学热处理技术三、渗硫气体渗硫熔盐渗硫渗硫方法可按介质的物理状态Page 12任务6.1 表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗根据使用介质物理状况不同固体碳氮共渗气体碳氮共渗液体碳氮共渗(一)碳氮共渗Page 13任务6.1 表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗根据共渗温度的不同高温(900 950)中温(700 880)低温(500 600)(一)碳氮共渗Page 14任务6.1 表面化学热处理技术
8、四、碳氮共渗与氮碳共渗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。(2)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,缩短了生产周期。Page 15任务6.1 表面化学热处理技术四、碳氮共渗与氮碳共渗(二)氮碳共渗气体氮碳共渗所用的温度常采用560570,时间为23h。与气体渗氮相比,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。(2)不受钢种
9、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。(3)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。Page 16任务6.1 表面化学热处理技术五、渗硼渗硼的特点如下:(1)渗硼层的硬度很高。(3)热硬性高。(2)耐蚀性高。(4)耐热性高。Page 17任务6.1 表面化学热处理技术五、渗硼渗硼的特点如下:渗硼的方法液体渗硼气体渗硼固体渗硼Page 18任务6.1 表面化学热处理技术五、渗硼表6-4 部分模具渗硼的强化效果模具名称 钢号 淬火、回火态寿命 渗硼态寿命冷冲裁模 CrWMn 0.5万件 1万件热挤压模 30Cr3W5V 1
10、00h 261h热锻模 5CrNiMo 0.5万件 1万件热锻用冲头 55 Ni2CrMnMo 100h 240h连杆热成型模 5CrMnMo 2万件 6万件冷镦六方螺母凹模 Cr12MoV 0.5万件 6万件冷轧顶头凸模 65Mn 0.4万件 2万件Page 19任务6.1 表面化学热处理技术六、渗金属渗铬渗钒及TD 法渗钒渗铌渗铬Page 20任务6.2 涂 镀 技 术一、电镀图6-3 电镀装置示意图Page 21任务6.2 涂 镀 技 术一、电镀电镀基本工艺可以用流程表示为:磨光抛光脱脂水洗去锈水洗电镀酸洗碱洗清洗出槽。Page 22任务6.2 涂 镀 技 术二、电刷镀图6-4 电刷镀工
11、作原理示意图Page 23任务6.2 涂 镀 技 术二、电刷镀电刷镀具有以下特点:(1)镀层质量高。(2)不受镀件、模具形状和大小的限制,设备简单,工艺灵活,操作方便,可在现场作业。(3)可以进行槽镀困难或实现不了的局部电镀。(5)操作安全,对环境污染小。(4)沉积速度快,生产率高。Page 24任务6.2 涂 镀 技 术三、化学镀化学镀是利用合适的还原剂,使溶液中的金属离子在经催化的表面上还原出金属镀层化学方法。Page 25任务6.2 涂 镀 技 术四、热浸镀热浸镀简称热镀,是将基体金属浸在熔融状态的另一种低熔点金属中,在其金属表面发生一系列物理和化学反应,形成一层保护膜的方法。Page
12、26任务6.2 涂 镀 技 术四、热浸镀保护气法溶剂法根据热浸镀前处理的方法不同Page 27任务6.2 涂 镀 技 术四、热浸镀热浸镀工艺分镀前表面处理、助镀处理、热浸镀和镀后处理4 个基本工艺阶段,主要工艺流程为:预镀件碱洗酸洗水洗稀盐酸处理水洗溶剂处理烘干热浸镀镀后处理。其中,溶剂处理是该工艺的重要环节,是提高镀层质量、防止漏镀的关键。Page 28任务6.3 其他表面处理技术一、热喷涂热喷涂工艺过程喷后处理喷涂喷涂前预处理Page 29任务6.3 其他表面处理技术一、热喷涂电热法燃气法根据所用热源的不同来分类激光热源法气体放电法Page 30任务6.3 其他表面处理技术一、热喷涂热喷涂
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