模具圓角氮化工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明尤其涉及一種模具圓角氮化工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]模具氮化處理，可顯著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和抗疲勞性能，提高模具的使用壽命。模具在使用過程中會受到模具加工殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力以及機械應(yīng)力的綜合作用，其中，機械應(yīng)力占主要作用。氮化處理可使模具表面產(chǎn)生約400?600MPa的殘余壓應(yīng)力，減小模具所受的疲勞載荷，提高模具壽命。
[0003]以往的氮化工藝都是對模具型腔進(jìn)行整體氮化，由于模具的失效形式以圓角等應(yīng)力集中部位開裂為主。整體氮化處理使圓角和其附近區(qū)域氮化后獲得基本相當(dāng)?shù)臍堄鄩簯?yīng)力，模具使用過程中受到的最大應(yīng)力的合力仍然在圓角等應(yīng)力集中區(qū)域，微裂紋在圓角處擴展成為宏觀裂紋造成模具報廢，如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種模具圓角氮化工藝方法來解決上述問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種模具圓角氮化工藝方法，步驟如下，
[0006]a、熱處理，對模具進(jìn)行淬火、回火處理，
[0007]b、拋光，對模具進(jìn)行拋光，
[0008]C、清洗除油，去除模具表面的油污，
[0009]d、干燥，對清洗后的模具進(jìn)行干燥，
[0010]e、防氮化處理，模具的圓角附近3_?6_處涂防氮化涂料并干燥，
[0011]f、裝爐，將模具裝設(shè)在工裝上置入氮化爐，
[0012]g、氮化處理，
[0013]h、出爐。
[0014]步驟b中的拋光采用機械拋光和手工拋光的方法。
[0015]步驟c中先擦凈模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳進(jìn)行清洗，然后用清水反復(fù)洗滌。
[0016]步驟c中先擦凈模具表面的油污，再將模具放入沸騰的稀鹽酸或10%碳酸鈉的溶液中8-10分鐘進(jìn)行去油，然后用清水反復(fù)洗滌。
[0017]步驟d中的干燥采用烘箱對清洗后的模具進(jìn)行烘干或采用壓縮空氣對清洗后的模具吹掃晾干。
[0018]步驟f中模具置入氮化爐前，在模具圓角附近3mm?6mm處放置海綿鈦。
[0019]步驟g中的氮化處理，是將模具放入氮化爐中采用氣體氮化、氣體氮碳共滲工藝，氮化爐內(nèi)溫度為500°C?570°C，氣體氮化氨氣流量2m3/h?4m3/h，氣體氮碳共滲時氨氣流量2m3/h?4m3/h，二氧化碳流量100L/h?200L/h，氨分解率20%?30%，氣體氮碳共滲時間 1h ?25ho
[0020]步驟h中模具隨氮化爐降溫至200°C以下出爐空冷。
[0021]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明模具圓角氮化工藝方法，(I)氮化處理之前，在距離模具圓角3-6mm處涂防氮化涂料并在該區(qū)域放置海綿鈦，在氮化處理中，圓角進(jìn)行氮化而距離圓角3-6mm區(qū)域不氮化，利用氮化表面獲得壓應(yīng)力的原理，改善圓角附近區(qū)域的應(yīng)力集中狀況，將引發(fā)模具失效的裂紋源從圓角向附近區(qū)域進(jìn)行轉(zhuǎn)移，同時利用海綿鈦對氫的強烈吸附作用，促進(jìn)NH3分解和N原子吸收，降低模具圓角氮化的硬化層梯度，提高模具的使用壽命，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益，具有節(jié)能增效的優(yōu)點。(2)氮化處理可使模具表面產(chǎn)生約400?600MPa的殘余壓應(yīng)力，可顯著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和抗疲勞性能，提高模具壽命。(3)該方法簡便易行，只改變氮化預(yù)處理工序，便于工業(yè)化推廣；應(yīng)力集中得到明顯改善，效果顯著。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0023]圖1是模具型腔圓角裂紋示意圖。
[0024]圖2傳統(tǒng)氮化模具圓角附近表面應(yīng)力分布狀況示意圖。
[0025]圖3本發(fā)明模具圓角氮化工藝后的圓角附近表面應(yīng)力分布狀況改善示意圖。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0027]本發(fā)明模具圓角氮化工藝方法，步驟如下，
[0028]a、熱處理，對模具進(jìn)行淬火、回火處理，
[0029]b、拋光，對模具采用機械拋光和手工拋光方法進(jìn)行鏡面拋光，
[0030]C、清洗除油，先擦凈模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳進(jìn)行清洗，然后用清水反復(fù)洗滌?；蛘呦炔羶裟＞弑砻娴挠臀?，再將模具放入沸騰的稀鹽酸或10%碳酸鈉的溶液中8-10分鐘進(jìn)行去油，然后用清水反復(fù)洗滌，
[0031]d、干燥，采用烘箱對清洗后的模具進(jìn)行烘干或采用壓縮空氣對清洗后的模具吹掃晾干，
[0032]e、防氮化處理，模具的圓角附近3mm?6mm處涂防氮化涂料并干燥，模具需要防護(hù)的區(qū)域也可以涂防氮化涂料并干燥。
[0033]f、裝爐，先在模具圓角附近3mm?6mm處放置海綿鈦，在將模具裝設(shè)在工裝上置入氮化爐，
[0034]g、氮化處理，將模具放入氮化爐中采用氣體氮化、氣體氮碳共滲工藝，氮化爐內(nèi)溫度為500°C?570°C，氨氣和二氧化碳?xì)怏w經(jīng)干燥器干燥水分后在通入氮氣爐內(nèi)，氣體氮化氨氣流量2m3/h?4m3/h，氣體氮碳共滲時氨氣流量2m3/h?4m3/h，二氧化碳流量100L/h?200L/h，氨分解率20%?30%，氣體氮碳共滲時間1h?25h，二氧化碳與氨氣流量比約為1:12.5。
[0035]h、出爐，模具隨氮化爐降溫至200°C以下出爐空冷。
[0036]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.一種模具圓角氮化工藝方法，步驟如下， a、熱處理，對模具進(jìn)行淬火、回火處理， b、拋光，對模具進(jìn)行拋光， C、清洗除油，去除模具表面的油污， d、干燥，對清洗后的模具進(jìn)行干燥， e、防氮化處理，模具的圓角附近3_?6_處涂防氮化涂料并干燥， f、裝爐，將模具裝設(shè)在工裝上置入氮化爐， g、氮化處理， h、出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟b中的拋光采用機械拋光和手工拋光的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟c中先擦凈模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳進(jìn)行清洗，然后用清水反復(fù)洗滌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟c中先擦凈模具表面的油污，再將模具放入沸騰的稀鹽酸或10%碳酸鈉的溶液中8-10分鐘進(jìn)行去油，然后用清水反復(fù)洗滌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟d中的干燥采用烘箱對清洗后的模具進(jìn)行烘干或采用壓縮空氣對清洗后的模具吹掃晾干。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟f中模具置入氮化爐前，在模具圓角附近3mm?6mm處放置海綿鈦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟g中的氮化處理，是將模具放入氮化爐中采用氣體氮化、氣體氮碳共滲工藝，氮化爐內(nèi)溫度為500°C?570°C，氣體氮化氨氣流量2m3/h?4m3/h，氣體氮碳共滲時氨氣流量2m3/h?4m3/h，二氧化碳流量100L/h?200L/h，氨分解率20%?30%，氣體氮碳共滲時間1h?25h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具圓角氮化工藝方法，其特征是:步驟h中模具隨氮化爐降溫至200 °C以下出爐空冷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模具圓角氮化工藝方法，步驟如下，a、熱處理，對模具進(jìn)行淬火、回火處理，b、拋光，對模具進(jìn)行拋光，c、清洗除油,去除模具表面的油污，d、干燥，對清洗后的模具進(jìn)行干燥，e、防氮化處理，模具的圓角附近3mm～6mm處以及模具需要防護(hù)的區(qū)域涂防氮化涂料并干燥，f、裝爐,將模具裝設(shè)在工裝上置入氮化爐，g、氮化處理，h、出爐。本發(fā)明氮化處理可使模具表面產(chǎn)生約400～600MPa的殘余壓應(yīng)力，可顯著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和抗疲勞性能，提高模具壽命。
【IPC分類】C23C8-04, C23C8-30, C23C8-02
【公開號】CN104762587
【申請?zhí)枴緾N201510098976
【發(fā)明人】孫躍, 鄭俊濤, 莊曉偉, 徐秀元, 丁伯艮
【申請人】江蘇龍城精鍛有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月5日