專利名稱：預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)氧化滲氮工藝，尤其是一種預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝。
目前對(duì)模具鋼處理方式多種多樣，其中較為常用的是《兩段快速氮化工藝》，該工藝為兩步驟1.模具在爐溫540℃同時(shí)通氨的條件保持6小時(shí)，6小時(shí)后斷電降溫且停止通氨，隨爐冷卻；2.爐溫冷卻后又將爐溫升至540℃同時(shí)通氨維持6小時(shí)，6小時(shí)后斷電降溫、停止通氨、隨爐冷卻。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種工藝生產(chǎn)出的模具鋼表面硬化層極微薄，用這種模具鋼生產(chǎn)鋁合金型材，出料量低且不穩(wěn)定，當(dāng)出料十幾根到幾十根鑄棒后，擠壓出型材表面很快出現(xiàn)過深的擠壓紋。
本發(fā)明的目的是提供一種新的處理模具的工藝，采用此工藝處理的鋁合金擠壓模具表面硬度高，達(dá)到擠壓模具足夠的硬化層深度，同時(shí)明顯縮短了模具氮化時(shí)間(與常用二段氮化工藝相比縮短約40％)，提高了擠壓模具的使用壽命。
本發(fā)明的技術(shù)工藝先將模具鋼用酸清洗，然后在清水中漂洗凈，出水后立刻將模具擦干放入爐內(nèi)。爐內(nèi)開始升溫至350～400℃(溫度指爐內(nèi)實(shí)際溫度)，不通氨氣，半小時(shí)后開始以3V/小時(shí)的流量向爐內(nèi)通氨氣(V為爐膛體積)；1.5小時(shí)后升溫至560～600℃，氨氣流量保持3V/小時(shí)；0.5小時(shí)的增大氨氣流量，使氨分解率維持在40～50％，同時(shí)爐溫繼續(xù)保持在560～600℃；5.5小時(shí)后，斷電降溫、保持氨流量使氨分解率維持在40～50％；0.5小時(shí)后，減小氨流量，使氨分解率維持在30～40％；當(dāng)爐溫降至320～360℃，可將氨流量降至僅維持爐膛正壓以防氧化程度；當(dāng)爐溫降至200℃以后停止通氨。本工藝尤其對(duì)處理H3鋼鋁擠壓模具效果明顯。
本發(fā)明預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝處理的模具鋼表面硬度高且滲氮層達(dá)到了鋁合金擠壓模具所需求的足夠的深度，擠壓出的鋁合金型材數(shù)量和質(zhì)量都大幅提高，模具的使用壽命大大增加。本工藝成倍縮短工時(shí)和降低能耗。


圖1為預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝曲線圖；圖2為預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝處理的H3鋼鋁擠壓模具與原工藝處理的模具的材質(zhì)比較曲線圖。
以下實(shí)施例為本發(fā)明非限定實(shí)施例
本發(fā)明的工藝流程如圖1所示，首先將待加工H3鋼鋁擠壓模具用酸清洗，然后在清水中漂洗凈，出水后立刻將模具擦干放入爐內(nèi)。爐內(nèi)開始升溫至350～400℃(溫度指爐內(nèi)實(shí)際溫度)，不通氨氣，進(jìn)行預(yù)氧化；0.5小時(shí)后開始以3V/小時(shí)的流量向爐內(nèi)通氨氣(V為爐膛體積)，1.5小時(shí)后升溫至560～600℃，氨氣流量保持3V/小時(shí)；0.5小時(shí)后的氨氣流量增大，使氨分解率控制在40～50％，爐溫繼續(xù)保持560～600℃；5.5小時(shí)后，減小氨流量使氨分解率維持在30～40％；當(dāng)爐溫降至320～360℃，可將氨流量降至僅維持爐膛正壓以防氧化程度；當(dāng)爐溫降至200℃以后停止通氨。
另外在進(jìn)行本生產(chǎn)工藝時(shí)，應(yīng)注意導(dǎo)風(fēng)筒對(duì)中，導(dǎo)風(fēng)筒與爐膛和風(fēng)機(jī)不對(duì)中將嚴(yán)重影響爐內(nèi)氣流和溫度的均勻性。本工藝所述的爐溫為爐內(nèi)實(shí)際溫度，爐內(nèi)實(shí)際溫度與車間儀表顯示溫度有一定差別，要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，爐溫的控制與氮化模具性能十分重要，氮化爐每正常使用半年到一年后，爐子與控制柜經(jīng)修理后，或更換熱電偶以后都應(yīng)重新校溫一次。
利用本發(fā)明工藝處理的H3鋼鋁擠壓模具的效果如圖2所示，從圖中明顯反映本發(fā)明工藝處理的H3鋼鋁合金型材擠壓模具在表面硬度上比以前的工藝處理的H3鋼鋁擠壓模具大大改善原工藝處理模具的表面維氏硬度約1200kg/mm，而本發(fā)明工藝加工的模具鋼的表面維氏硬度約為1300kg/mm。
采用了本發(fā)明工藝處理的H3鋼鋁合金型材擠壓模具在擠壓型材時(shí)，大多數(shù)在擠壓一百根以后，才會(huì)出型材表面不合格，其中較好的模具擠過二百二十多根鑄棒，而原工藝處理的模具一般在擠壓過十幾根至幾十根鑄棒后，在擠壓出的型材表面很快出現(xiàn)過深的擠壓紋。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝，其生產(chǎn)工藝步驟為a.將待加工模具鋼用酸清洗，然后在清水中漂洗凈，出水后立刻將模具鋼擦干放入氮化爐中；b.爐內(nèi)開始升溫至350～400℃，不通氨氣(溫度指爐內(nèi)實(shí)際溫度)；c.0.5小時(shí)后，開始以3V/小時(shí)的流量向爐內(nèi)通入氨氣(V為爐膛體積)；e.0.5小時(shí)后，增大氨流量，使氨分解率維持在40～50％，同時(shí)爐溫繼續(xù)保持在560～600℃；f.5.5小時(shí)的，斷電降溫，保持氨流量使氨分解率維持在40～50％；g.0.5小時(shí)后，減小氨流量，使氨分解率維持在30～40％；h.當(dāng)爐溫降至320～360℃，可將氨流量降至僅維持爐膛正壓以防氧化程度；i.當(dāng)爐溫降至200℃以后停止通氨。
2.根據(jù)權(quán)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于該工藝尤其對(duì)H3鋼鋁擠壓模具效果明顯。
全文摘要
一種預(yù)氧化催滲高溫短時(shí)氮化工藝,在原工藝基礎(chǔ)上增加預(yù)氧化催滲;并提高滲氮溫度,縮短滲氧時(shí)間。本發(fā)明工藝處理的模具鋼表面硬度高且達(dá)到了鋁合金擠壓模具所要求足夠的滲氧層深度,同時(shí)大幅度縮短了模具氨化時(shí)間;模具在生產(chǎn)使用時(shí),擠壓出的型材數(shù)量和質(zhì)量都大幅提高,模具的使用壽命大為延長(zhǎng),本發(fā)明工藝成倍縮工時(shí)和降低能耗。
文檔編號(hào)C23C8/00GK1266106SQ99125309
公開日2000年9月13日 申請(qǐng)日期1999年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月2日
發(fā)明者周浪, 于國(guó)安, 朱景環(huán), 鐘貞鴻, 劉炎, 曾洪 申請(qǐng)人:方大集團(tuán)股份有限公司