CN110423978A - 一种模具及模具氮化工艺 - Google Patents

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吴露雷
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张幸
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Abstract

本发明公开了一种模具及模具氮化工艺，包括以下步骤：表面清理、预氧化和可控氮化，此模具及模具氮化工艺，本发明的可控渗氮方法，提升表面硬度的同时，调节氮化层深度，提高模具的热疲劳性能，在保证模具表面渗层的高硬度和高热疲劳性能的同时，提高了渗氮层的深度，能够有效阻止热裂纹萌生及扩展，区别于传统的渗氮工艺，预氧化为后续渗氮提供更为便捷扩散通道，保证氮原子渗入，提高硬度的同时抑制Fe‑N化合物层。

Description

一种模具及模具氮化工艺
技术领域
本发明涉及压铸模技术领域，具体为一种模具及模具氮化工艺。
背景技术
压铸模具是一种重要的热作模具，全世界大约50%的铝合金产品由压铸工艺完成。压铸生产铝合金产品过程中，长期处于高温高压的环境，充型时，模具内表面因快速升温而产生膨胀，形成压应力。与此相反，当模具打开及在冷却剂作用下冷却时，表层金属由于温度迅速下降而产生收缩，形成拉应力。拉压应力反复交替进行，超过材料强度后就会形成热裂，即热疲劳裂纹，热疲劳裂纹达到一定程度后导致模具失效，另外，高温金属液还会对模具表面造成磨损和熔蚀等形式的失效。为此，我们提出一种模具及模具氮化工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模具及模具氮化工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模具及模具氮化工艺，包括以下步骤：
步骤一：表面清理：通过设备去除模具表面氧化层，再进行清洗。
步骤二：预氧化工艺：通过将样品在空气中加热，形成较薄的氧化层，促进氮化过程。
步骤三：可控氮化：通过调整温度、氨分解率及渗氮时间等工艺参数，抑制白层的形成，提高表层硬度的同时保证渗层深度。
优选的，所述的步骤一，先通过机械打磨除去热作模具表面氧化膜，再采用有机溶剂或清洗剂擦拭，去除油污和金属粉尘等杂物。
优选的，所述的有机溶剂为酒精或者丙酮等。
优选的，所述的步骤二，预氧化加热温度为400~500℃，保温时间2~4h。
优选的，可控氮化温度为500~600℃，氨分解率为75~95%，渗氮时间为10~25h。
优选的，该条件下得到渗层深度为100μm，硬度为900~1000Hv。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的可控渗氮方法，提升表面硬度的同时，调节氮化层深度，提高模具的热疲劳性能，在保证模具表面渗层的高硬度和高热疲劳性能的同时，提高了渗氮层的深度，能够有效阻止热裂纹萌生及扩展。
2、本发明区别于传统的渗氮工艺，预氧化为后续渗氮提供更为便捷扩散通道，保证氮原子渗入，提高硬度的同时抑制Fe-N化合物层。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种模具及模具氮化工 艺，包括以下步骤：
步骤二：预氧化工艺：通过将样品在空气中加热，形成较薄的氧化层，促进氮化过程。
步骤三：可控氮化：通过调整温度、氨分解率及渗氮时间等工艺参数，抑制白层的形成，提高表层硬度的同时保证渗层深度。
所述的步骤一，先通过机械打磨除去热作模具表面氧化膜，再采用有机溶剂或清洗剂擦拭，去除油污和金属粉尘等杂物。
所述的有机溶剂为酒精或者丙酮等。
所述的步骤二，预氧化加热温度为400~500℃，保温时间2~4h。
所述的步骤三，可控氮化温度为500~600℃，氨分解率为75~95%，渗氮时间为10~25h。
步骤三的条件下得到渗层深度为100μm，硬度为900~1000Hv。
具体实施方式：因为模具在空气中氧化，其表面存在一层金属化合物的氧化膜，先通过机械打磨除去热作模具表面氧化膜，打磨会产生金属磨削，用有机溶剂或清洗剂擦拭模具表面，去除打磨造成的油污和金属粉尘等杂物，在去除氧化膜和表面杂物后要快速入炉进行预氧化加热，防止在未入炉预氧化时就再次被空气氧化，在400~500℃的温度中保温2~4h进行加热预氧化，加热预氧化后开始可控氮化，可控氮化的设置条件为反应温度为500~600℃和氨分解率为75~95%，在该条件下持续10~25h，其最终的到的模具上的渗层深度为100μm，模具表面的硬度为900~1000Hv。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：表面清理：通过设备去除模具表面氧化层，再进行清洗；
步骤二：预氧化工艺：通过将样品在空气中加热，形成较薄的氧化层，促进氮化过程；
步骤三：可控氮化：通过调整温度、氨分解率及渗氮时间等工艺参数，抑制白层的形成，提高表层硬度的同时保证渗层深度。
2.根据权利要求1所述的一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：所述的步骤一，先通过机械打磨除去热作模具表面氧化膜，再采用有机溶剂或清洗剂擦拭，去除油污和金属粉尘等杂物。
3.根据权利要求2所述的一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：所述的有机溶剂为酒精或者丙酮等。
4.根据权利要求1所述的一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：所述的步骤二，预氧化加热温度为400~500℃，保温时间2~4h。
5.根据权利要求1所述的一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：所述的步骤三，可控氮化温度为500~600℃，氨分解率为75~95%，渗氮时间为10~25h。
6.根据权利要求5所述的一种模具及模具氮化工艺，其特征在于：该条件下得到渗层深度为100μm，硬度为900~1000Hv。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114211215A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 东台威达鑫精密模具有限公司 一种遮蔽罩组合模具加工工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04263061A (ja) * 1991-02-08 1992-09-18 Mitsubishi Electric Corp モールド用簡易金型の製造方法
JP5234925B2 (ja) * 2008-04-03 2013-07-10 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜およびその形成方法ならびに硬質皮膜被覆部材
CN101886241B (zh) * 2009-05-14 2012-05-30 上海纳铁福传动轴有限公司 金属热处理氮化工艺
CN105200369A (zh) * 2014-06-24 2015-12-30 高俊杰 一种氮化热处理金属的工艺
CN109811297A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 上海一普顿金属制品有限公司 一种热锻模具表面的氮化工艺
CN108715022A (zh) * 2018-05-22 2018-10-30 昆山市鼎佳电子材料有限公司 一种快换式模组化真空吸塑成型模具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114211215A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 东台威达鑫精密模具有限公司 一种遮蔽罩组合模具加工工艺

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