1.对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具,要选用渗碳钢来制造,并把渗碳、淬火和低温回火作为***终热处理。
2.对渗碳层的要求,一般渗碳层的厚度为0.8~1.5mm,当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为1.3~1.5mm,压制软性塑料时渗碳层厚度为0.8~1.2mm。渗碳层的含碳量为0.7%~1.0%为佳。若采用碳、氮共渗,则耐磨性、耐腐蚀性、***化、防粘性就更好。
3.渗碳温度一般在900~920℃,复杂型腔的小型模具可取840~860℃中温碳氮共渗。渗碳保温时间为5~10h,具体应根据对渗层厚度的要求来选择。渗碳工艺以采用分级渗碳工艺为宜,即高温阶段(900~920℃)以快速将碳渗入零件表层为主;中温阶段(820~840℃)以增加渗碳层厚度为主,这样在渗碳层内建立均匀合理的碳浓度梯度分布,便于直接淬火。
4.渗碳后的淬火工艺按钢种不同,渗碳后可分别采用:重新加热淬火;分级渗碳后直接淬火(如合金渗碳钢);中温碳氮共渗后直接淬火(如用工业纯铁或低碳钢冷挤压成形的小型精密模具);渗碳后空冷淬火(如高合金渗碳钢制造的大、中型模具)。
渗碳阶段:
1、炉温到达渗碳温度后,记下到温时间,改变渗碳剂滴量,继续保温排气30~45min,取气分析,当炉气CO2体积分数〈0.5%时,即进入渗碳阶段,改变渗剂滴量,关小排气孔,使燃烧火焰长度达100~150mm,燃烧火焰呈亮***,无明亮火星迸出,打开U型压力计,使炉压控制在250~400Pa。
2、从外试样孔放入两枚外试样,外试样放入深度一般离炉100~200mm ,外试棒孔应用石棉绳塞紧,以防漏气和散热。
3、每隔15min检查一次炉温、炉压用表校对滴剂滴量。波动范围不得超过规定值的±5滴/min,同时对渗碳气氛进行分析,并严控气氛中的CO2、H2O、O2值。
4、强渗阶段的炉气碳势可以高出所要求表面碳的质量分数值的0.2%~0.4%。
降温出炉阶段:
1、扩散一定时间后,可以出第二只外试棒,检查层深达到技术要求后,即可降温出炉,否则延长扩散时间。
2、扩散结束后,即可断电随炉降温,这时滴剂和扩散相同。
3、如渗碳直接淬火的,一般降至840~860oC保温20~40min ,使零件内外温度均匀后出炉淬火。
4、对需要重新加热淬火的零件,可随炉降至860~880oC出炉空冷或入冷却井冷却,夏天空冷缓慢,工件会析出网状碳化物,可用风扇吹冷,也可不降温直接空冷(50CrMnTi),高温空冷工件表面会加速氧化脱碳。对不渗碳部位预留加工余量的零件,渗碳后出炉空冷或进冷却井。
5、如零件入冷却井,井壁夹层应通水冷却迅速降温,同时向井内通保护气或倒入一定的***、煤油使其燃烧,盖好井盖堵死排气孔,使井内呈还原性气氛,以减少氧化脱碳。
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