工模具的表面处理 第三讲 工模具的渗硼工艺

一、前言渗硼是近几十年发展起来的表面强化技术之一。众所周知,钢铁表面经渗硼处理后,硬度增高(Fe_2B渗层HV1290～1680,FeB渗层HV1890～2340),耐磨性提高,而且还具有良好的抗腐蚀和耐高温性能。在工模具行业,应用渗硼处理提高模具寿命的例子不胜枚举。纵观之,各种渗硼工艺在冷模方面主要用于冷镦、冷拉、冷成     

表面化学处理对钛镍合金耐碱液腐蚀性能的影响

采用均匀腐蚀试验和电化学腐蚀试验方法,对未处理以及经过双辉等离子低温渗铬和等离子氮化两种表面化学处理的钛镍合金在6 mol/L的KOH碱性溶液中的质量损失率、开路电位和塔菲尔曲线进行了测试.结果表明,离子氮化处理和双辉等离子低温渗铬这两种表面化学处理均能使钛镍合金在6 mol/L的KOH碱性溶液中的质量损失率降低、腐蚀电位正移,耐碱液腐蚀能力得到改善;且双辉等离子低温渗铬的改善效果更明显.     

R26合金盐浴渗铬后的组织与性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、循环极化曲线和高温氧化试验对R26合金渗铬后的组织性能进行研究。结果表明,R26合金渗铬及热处理后,渗层主要由Ni-Cr-Fe、NiCoCr、Ni3Al、(Cr,Co,Ni)23C6、(Cr,Fe)7C3等相组成,渗层厚度约15μm,表面硬度显著提高,摩擦因数降低,磨损率明显减少,耐磨性提高。R26合金渗铬及热处理后,耐电化学腐蚀和抗高温氧化性能有一定提高,对于改善高温螺栓的抗咬死能力有一定的作用。     

几种模具热处理工艺改进及表面改性

我们在各种模具钢的热处理加工生产过程中发现了一些模具钢变形、开裂.通过研究、分析及总结,及时提出有效的解决方案.还总结了模具钢改性的几种方法.T10钢冷挤压凹模高温淬火,使表面硬度达到66～ 67 HRC;专利技术的盐浴渗矾,使模具表面硬度达到3000 HV以上;法国专利技术的盐浴硫碳氮共渗(SURSULF&ARCOR...     

K38G合金表面铬铝涂层的抗高温氧化性能

为提高镍基高温合金抗高温氧化性能,采用两步法制备了内扩散型铬铝涂层与单一渗铝涂层。当保温时间9 h、渗铬温度为1080℃、渗铬剂配比为:Cr粉含量为30%、NH4Cl含量为1%、Al2O3含量为69%;渗铝保温时间15 h、温度为750℃、渗铝剂配比为:Al粉含量为10%、NH4Cl含量为1.5%、Al2O3含量为88.5%;热处理保温时间为15 h、温度为800℃时可以得到期望的内扩散型β-NiAl和γ'-NiAl相,涂层组织均匀致密,可显著提高镍基高温合金基体在1100℃的抗高温氧化性能。     

熔盐成份对高温合金渗铝和渗铬层抗热腐蚀性能的影响

研究了熔盐成份对镍基高温合金上渗铝和渗铬层抗热腐蚀性能的影响。结果表明,在硫酸盐中,渗铬层具有良好的抗热腐蚀性能,而渗铝层的抗热腐蚀性能则与基体合金的成份有关。在硫酸盐中加入氯化钠对渗铬层的抗热蚀蚀性能影响很大,但对渗铝层的影响较小。在以氯化物为主的熔盐中,两者都不能提供有效的防护作用。     

碳钢盐浴渗铬

提出了一种盐浴渗铬技术，研究了渗铬层显微组织及其性能，结果表明，碳钢的渗铬层是由柱状晶，等轴晶和细等轴晶依次组成，渗层的显微硬度高，有良好的抗腐蚀性能和抗高温氧化性。     

45钢的直流电场催渗粉末铝铬共渗

对作为正、负极的45钢试样,在一合适的直流电场中采用含铝铁、铬铁、氯化铵和二氧化硅的粉末渗剂进行了铝铬共渗。检测了渗层的显微组织、厚度、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。研究结果表明:直流电场显著提高了渗速,使铝铬共渗温度从1 000℃以上降低到了750℃。在4 A直流电场中于750℃铝铬共渗3 h的45钢试样,渗层深度达到了约120μm,比常规的铝铬共渗层约深3倍。经直流电场铝铬共渗的45钢的抗高温氧化性能和在10%H2SO4溶液中的耐腐蚀性能均得到了显著改善。     

3Cr2W8V钢制模具的热处理与强化方法及应用

综述了3Cr2W8V钢制模具的热处理研究方法及应用实例。3Cr2W8V钢可采用淬火、回火处理，渗碳、渗氮、渗硼及碳氮共渗、渗铝、渗铬及铬—铝—硅三元共渗等化学热处理，镀金属等表面强化处理来提高其高温强度、冷热疲劳抗力、耐磨性、抗腐蚀性及防粘模等性能，从而达到提高3Cr2W8V钢制模具的使用寿命的目的。     

以氮化铬铁为供铬源的固体渗铬剂

一、前言钢铁零件表面经渗铬后能获得高硬度(HV1400～1800)渗铬层,具有良好的耐磨、耐腐蚀和抗高温氧化性能,因此,渗铬作为一项重要的化学热处理工艺,已越来越引起人们的重视。目前,常用的固体渗铬剂多采用金属铬粉,或低、中碳铬铁合金作为供铬源。但是,金属铬粉价格昂贵,而低、中碳铬铁粉碎困难。长沙机床工业公司曾用高碳铁(较容易粉碎)作为供铬源进行固体粉末渗铬,但因其含硅量     

化学热处理表面改性310SS高温腐蚀行为

研究了化学热处理（固体粉末法渗B）310SS丘气氛总压为10^5Pa的2．3％SO2－S2－8．8％N2环境中600℃下的高温腐蚀行为，结果表明，固渗B在基体材料表面生成了（Fe,Ni）2B、（Fe,Ni）B，影响了Cr元素在试样表面的分布，使参B试样在腐蚀初期腐蚀速度快，固渗B涂层对310SS抗高温气体腐蚀能力影响不大。     

硫酸钙沉积导致铁基和镍基合金的热腐蚀

作者在几种铁基和镍基高温合金的试样上涂硫酸钙盐膜在1000℃及1150℃加热研究了硫酸钙对这些合金热腐蚀的影响。测定了这些合金的高温腐蚀动力学曲线。对腐蚀产物进行了 X 射线衍射、电子衍射、电子探针分析及金相检查。实验结果证明:由硫酸钙沉积导致的热腐蚀与合金成份有密切的关系。温度愈高,盐膜愈厚,腐蚀也愈严重。含钼又有足够铝含量以生成 Al_2O_3氧化皮的合金,由于 Al_2O_3被 MoO_3酸性熔融,与 CaSO_4反应可能生成液态的 CaMoO_4,会发生严重的腐蚀。合金的铬含量增高会提高抗 CaSO_4沉积腐蚀的能力,抗蚀性原来不好的合金渗铬后抗蚀性亦显著提高。     

Al_2O_3和Y_2O_3改性的低温渗铬涂层的循环氧化和热腐蚀性能

采用在Ni基上复合电镀Ni—Al_2_O3和Ni-Y_2_O3复合涂层后在800℃下扩散渗铬的方法,分别制备了Al_2O_3和Y_2_03改性渗铬涂层。采用相同的工艺在单Ni镀层上直接渗铬,获得一种不含氧化物粒子的渗铬涂层。分析了Al_2O_3和Y_2O_3影响渗铬涂层的氧化和腐蚀性能的机理。组织结构分析表明,Al_2O_3和Y_2O_3能明显抑制在渗铬过程中涂层品粒的长大。800℃循环和75％Na2SO4＋25％NaCl混合盐腐蚀试验结果表明：与在单Ni镀层上直接渗铬相比,A1203和Y_20_3改性的渗铬涂层所具有的细晶结构促进了保护性氧化物形成元素Cr沿晶界向氧化前沿的快速扩散,从而有利于致密保护性Cr_2O_3氧化膜的快速形成,使得改性的渗铬涂层表现出更优异的抗循环氧化和混合盐热腐蚀性能。     

La对热浸镀渗铝层抗冲蚀腐蚀磨损性能的影响

研究了稀土La及其加入量对热浸镀渗稀土铝合金渗层显微硬度及抗冲蚀腐蚀磨损性能的影响.结果表明,在相同的工艺条件下, 与渗纯铝相比,加入稀土La元素后,渗层的显微硬度和抗冲蚀腐蚀磨损性能均得到了不同程度的提高.且当La含量为0.5%时, 渗铝层的显微硬度和抗冲蚀腐蚀磨损性能均为最好.     

8407工模具钢

8407钢是铬、钼、钒合金工具钢,采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的高纯度,细组织钢材,各向同性比一般H13的好。更适合要求抗机械疲劳及热应力疲劳的模具。硬度比普通H13的提高1~2 HRC并不会牺牲韧性,硬度高可以减缓热龟裂,提高模具寿命;     

铜合金表面铁基渗层的高温氧化特性研究

用负压铸渗法制备了铜合金表面铁基渗层,并研究了渗层在800℃时的氧化行为.用SEM、XRD对渗层的微观组织形貌、成分和相组成进行了分析.结果表明:铁基合金渗层在高温下与氧作用形成的Fe和Cr的氧化物及FeCr2O4相覆盖在渗层表面,能有效阻止内部渗层的氧化,使渗层具有较好的抗高温氧化性.     

硼铬共渗提高3Cr13钢抗高温磨蚀性能

本文研究了3Cr13钢硼铬共渗层的组织和性能共渗层是由含铅量较高的(Fe,Cr)2B相组成.硼铬共渗处理可大幅度地提高3Cr13钢的表面硬度和抗高温氧化性能,可应用于在高温磨蚀环境中使用的热电偶保护套管上.     

TC21钛合金表面处理技术的研究现状

介绍了TC21钛合金的表面处理技术,综述了阳极化处理技术、MAO、渗铬、渗碳、渗硼等耐磨技术以及喷丸处理技术和提高微动磨损性能的超音速火焰喷涂技术,展望了TC21钛合金表面处理技术的发展。     

熔盐电解共渗铝硅及渗层的抗高温腐蚀性能

在渗铝涂层中加入少量硅可进一步提高涂层的抗高温氧化和热腐蚀性能。本文作者采用一种新的方法—高温熔盐电解法,在熔融氯化物盐浴中进行电解共渗铝硅,在铁和铁—铬合金上获得了渗铝硅涂层。 用氯化物作为电解质主要优点是无毒和价廉。高温熔盐电解渗铝硅可获得表面光洁、厚度均匀、与基体结合良好的致密渗层。通过控制电解温度、时间和电流密度可容易地控制渗层厚度,所得到的渗层不需随后热处理。 1000℃氧化试验和900℃热腐蚀(盐膜法)结果表明渗铝硅涂层比单纯渗铝涂层具有更好的保护性能。     

不锈钢表面等离子复合处理提高耐磨性的研究

对粉碎食品用胶体磨中的由9Crl8、3Crl3不锈钢制造的转子和定子,首先进行等离子W-Mo共渗,然后进行表面等离子超饱和渗碳,并直接进行高压气体淬火、真空低温回火处理的等离子复合处理技术,提高了转子和定子的表面硬度和耐磨性,延长了使用寿命。结果表明,不锈钢表面合金层W、Mo含量（质量分数,下同）分别达到20％和10％以上。经等离子超饱和渗碳后,表面碳浓度达到2．4％～2．6％。高压气体淬火和低温回火后的表面硬度达到64HRC～66HRC。合金层组织为马氏体基体上分布着细小、均匀的碳化物。淬火后的基体硬度为53HRC～55HRC。基体高的强韧性和适当的硬度配合,表面高的硬度和耐磨的组织,使转子和定子寿命由过去只进行真空淬火和空气炉中回火工艺处理的6～10天,提高到50天以上。