CN104762587A - 模具圆角氮化工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模具圆角氮化工艺方法，步骤如下，a、热处理，对模具进行淬火、回火处理，b、抛光，对模具进行抛光，c、清洗除油,去除模具表面的油污，d、干燥，对清洗后的模具进行干燥，e、防氮化处理，模具的圆角附近3mm～6mm处以及模具需要防护的区域涂防氮化涂料并干燥，f、装炉,将模具装设在工装上置入氮化炉，g、氮化处理，h、出炉。本发明氮化处理可使模具表面产生约400～600MPa的残余压应力，可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能，提高模具寿命。

Description

模具圆角氮化工艺方法
技术领域
本发明尤其涉及一种模具圆角氮化工艺方法。
背景技术
模具氮化处理，可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能，提高模具的使用寿命。模具在使用过程中会受到模具加工残余应力、热应力以及机械应力的综合作用，其中，机械应力占主要作用。氮化处理可使模具表面产生约400～600MPa的残余压应力，减小模具所受的疲劳载荷，提高模具寿命。
以往的氮化工艺都是对模具型腔进行整体氮化，由于模具的失效形式以圆角等应力集中部位开裂为主。整体氮化处理使圆角和其附近区域氮化后获得基本相当的残余压应力，模具使用过程中受到的最大应力的合力仍然在圆角等应力集中区域，微裂纹在圆角处扩展成为宏观裂纹造成模具报废，如图1所示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述问题，本发明提供一种模具圆角氮化工艺方法来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模具圆角氮化工艺方法，步骤如下，
a、热处理，对模具进行淬火、回火处理，
b、抛光，对模具进行抛光，
c、清洗除油,去除模具表面的油污，
d、干燥，对清洗后的模具进行干燥，
e、防氮化处理，模具的圆角附近3mm～6mm处涂防氮化涂料并干燥，
f、装炉,将模具装设在工装上置入氮化炉，
g、氮化处理，
h、出炉。
步骤b中的抛光采用机械抛光和手工抛光的方法。
步骤c中先擦净模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳进行清洗，然后用清水反复洗涤。
步骤c中先擦净模具表面的油污，再将模具放入沸腾的稀盐酸或10％碳酸钠的溶液中8-10分钟进行去油，然后用清水反复洗涤。
步骤d中的干燥采用烘箱对清洗后的模具进行烘干或采用压缩空气对清洗后的模具吹扫晾干。
步骤f中模具置入氮化炉前，在模具圆角附近3mm～6mm处放置海绵钛。
步骤g中的氮化处理，是将模具放入氮化炉中采用气体氮化、气体氮碳共渗工艺，氮化炉内温度为500℃～570℃，气体氮化氨气流量2m3/h～4m3/h，气体氮碳共渗时氨气流量2m3/h～4m3/h，二氧化碳流量100L/h～200L/h，氨分解率20％～30％，气体氮碳共渗时间10h～25h。
步骤h中模具随氮化炉降温至200℃以下出炉空冷。
本发明的有益效果是，本发明模具圆角氮化工艺方法,(1)氮化处理之前，在距离模具圆角3-6mm处涂防氮化涂料并在该区域放置海绵钛，在氮化处理中，圆角进行氮化而距离圆角3-6mm区域不氮化，利用氮化表面获得压应力的原理，改善圆角附近区域的应力集中状况，将引发模具失效的裂纹源从圆角向附近区域进行转移，同时利用海绵钛对氢的强烈吸附作用，促进NH3分解和N原子吸收，降低模具圆角氮化的硬化层梯度，提高模具的使用寿命，产生明显的经济和环境效益，具有节能增效的优点。(2)氮化处理可使模具表面产生约400～600MPa的残余压应力，可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能，提高模具寿命。(3)该方法简便易行，只改变氮化预处理工序，便于工业化推广；应力集中得到明显改善，效果显著。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是模具型腔圆角裂纹示意图。
图2传统氮化模具圆角附近表面应力分布状况示意图。
图3本发明模具圆角氮化工艺后的圆角附近表面应力分布状况改善示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明模具圆角氮化工艺方法，步骤如下，
a、热处理，对模具进行淬火、回火处理，
b、抛光，对模具采用机械抛光和手工抛光方法进行镜面抛光，
c、清洗除油,先擦净模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳进行清洗，然后用清水反复洗涤。或者先擦净模具表面的油污，再将模具放入沸腾的稀盐酸或10％碳酸钠的溶液中8-10分钟进行去油，然后用清水反复洗涤，
d、干燥，采用烘箱对清洗后的模具进行烘干或采用压缩空气对清洗后的模具吹扫晾干，
e、防氮化处理，模具的圆角附近3mm～6mm处涂防氮化涂料并干燥，模具需要防护的区域也可以涂防氮化涂料并干燥。
f、装炉,先在模具圆角附近3mm～6mm处放置海绵钛，在将模具装设在工装上置入氮化炉，
g、氮化处理，将模具放入氮化炉中采用气体氮化、气体氮碳共渗工艺，氮化炉内温度为500℃～570℃，氨气和二氧化碳气体经干燥器干燥水分后在通入氮气炉内，气体氮化氨气流量2m3/h～4m3/h，气体氮碳共渗时氨气流量2m3/h～4m3/h，二氧化碳流量100L/h～200L/h，氨分解率20％～30％，气体氮碳共渗时间10h～25h，二氧化碳与氨气流量比约为1:12.5。
h、出炉，模具随氮化炉降温至200℃以下出炉空冷。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种模具圆角氮化工艺方法，步骤如下，
a、热处理，对模具进行淬火、回火处理，
b、抛光，对模具进行抛光，
c、清洗除油,去除模具表面的油污，
d、干燥，对清洗后的模具进行干燥，
e、防氮化处理，模具的圆角附近3mm～6mm处涂防氮化涂料并干燥，
f、装炉,将模具装设在工装上置入氮化炉，
g、氮化处理，
h、出炉。
2.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤b中的抛光采用机械抛光和手工抛光的方法。
3.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤c中先擦净模具表面的油污，再用汽油、酒精或四氯化碳进行清洗，然后用清水反复洗涤。
4.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤c中先擦净模具表面的油污，再将模具放入沸腾的稀盐酸或10％碳酸钠的溶液中8-10分钟进行去油，然后用清水反复洗涤。
5.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤d中的干燥采用烘箱对清洗后的模具进行烘干或采用压缩空气对清洗后的模具吹扫晾干。
6.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤f中模具置入氮化炉前，在模具圆角附近3mm～6mm处放置海绵钛。
7.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤g中的氮化处理，是将模具放入氮化炉中采用气体氮化、气体氮碳共渗工艺，氮化炉内温度为500℃～570℃，气体氮化氨气流量2m3/h～4m3/h，气体氮碳共渗时氨气流量2m3/h～4m3/h，二氧化碳流量100L/h～200L/h，氨分解率20％～30％，气体氮碳共渗时间10h～25h。
8.根据权利要求1所述模具圆角氮化工艺方法，其特征是：步骤h中模具随氮化炉降温至200℃以下出炉空冷。
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