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模具材料選用標(biāo)準(zhǔn)介紹-資料下載頁(yè)

2025-07-15 22:17本頁(yè)面
  

【正文】  氧化、脫碳之防止可採(cǎi)用鹽浴爐或可調(diào)整的隋性氣爐。熱處理變形的防止,宜使用淬火溫度低,自硬性大,有氣冷程度的淬火鋼。含大量鉻、鎳的合金鋼、高速鋼具有此一空氣中冷卻而硬化的特性,對(duì)以加工後再行熱處理的模具、精度、形狀能保持而不致變形,精密度失掉。麻淬火(marquenching)  如圖4所示,將待處理的材料加熱到淬火溫度後,投入以溫度為Ms點(diǎn)(冷卻時(shí)由沃斯田鐵轉(zhuǎn)變?yōu)槁樘锷㈣F的開始溫度)的熱鹽浴中,待材料的溫度成為均一後,取出氣冷,緩慢引起麻田散鐵變態(tài)、材質(zhì)變硬,不致發(fā)生淬火應(yīng)力及罅裂,最後再施行回火處理。麻回火(martempering)  如圖5所示,將材料加熱到淬火溫度後,投入以溫度為Ms點(diǎn)及Mf點(diǎn)(冷卻時(shí)由沃斯田鐵轉(zhuǎn)變?yōu)槁樘锷㈣F的終了溫度)間的熱鹽浴內(nèi)淬火(100~200℃),長(zhǎng)時(shí)間保存恆溫,直到變態(tài)終了,然後空冷。利用此法淬火者,麻田散鐵自行回火,淬火應(yīng)力消除,衝擊值得以提高,韌性較回火處理者強(qiáng)。工業(yè)界一般皆不等待到恆溫變態(tài)終了,即行撈出,如圖示,而後段則採(cǎi)氣冷回火。回火  淬火後的鋼雖然強(qiáng)度大硬度高,但是很脆。假如淬火鋼加熱到A1變態(tài)點(diǎn)以下的適當(dāng)溫度時(shí),不但可以除去淬火鋼的內(nèi)部應(yīng)力,又能調(diào)節(jié)硬度得到適當(dāng)?shù)膹?qiáng)韌性,這種處理叫回火。依照回火之目的,可分為低溫回火與高溫回火兩種。低溫回火  適用以淬火硬度需要相當(dāng)高的情況下,將高碳鋼加熱以溫度約200℃的低溫,目的應(yīng)以消除淬火所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。殘留的沃斯田鐵組織不易產(chǎn)生變化,可維持相當(dāng)高的硬度。高溫回火  適用以構(gòu)造用鋼,將其加熱在溫度500℃~600℃之間使其組織變?yōu)橛许g性的糙斑鐵。此時(shí)可兼顧鋼材的韌度和硬度?! D6為含碳量為0.45%的中碳鋼,在不同回火溫度下的機(jī)械性質(zhì)。  對(duì)以施行一次回火,不能得到滿意的機(jī)械性質(zhì)的鋼料如高合金鋼及高速鋼,可施行2~3次的返復(fù)回火。表面處理  表面處理是指以加熱或化學(xué)處理的方法,使鋼料表面增加硬度到達(dá)某一深度。其方法有滲碳、高週波及火焰淬火、氮化及電鍍。分別敘述如下。滲透淬火  低碳鋼或表面淬火鋼(低鎳鋼、低鎳鉻鋼等低碳合金鋼)在適當(dāng)?shù)臐B碳劑中加熱,使表面起滲碳到某一深度,使成高碳的狀態(tài)的表面硬化法。在滲碳劑中以850~900℃加熱8~10小時(shí),則鋼料表面起滲碳約2mm的深度。滲碳完後再施以淬火處理,使?jié)B碳部份硬化。若有不想滲碳的部份,可預(yù)先鍍銅以防止。一般滲碳劑可分為固體滲碳、氣體滲碳與液體滲碳等三種。固體滲碳的滲碳劑使用木炭、焦炭等固體。以木炭粉為主,加入20~30%的碳酸鋇、碳酸鈉等促進(jìn)劑。氣體滲碳的滲碳劑為氣體,主要為一氧化碳或甲烷碳化氫,滲碳濃度容易調(diào)節(jié),可使?jié)B碳均勻。滲碳能力大,不只表面,連心部也可均勻滲碳。液體滲碳的滲碳劑為溶融的氰化物,將鋼加熱到AC1變態(tài)點(diǎn)以上而滲碳。通常薄層硬化是濃度較高的氰化鈉鹽浴中作低溫(850~900℃)處理,而厚層硬化以濃度較低的氰化鈉鹽浴作高溫(900~950℃)的處理。高週波硬化  藉高週波感應(yīng)電流將鋼料表面急熱,在到達(dá)淬火溫度後,用適當(dāng)?shù)睦鋮s劑急冷,稱為高週波淬火。主要用以需具強(qiáng)韌及耐磨耗的機(jī)械性質(zhì)的模具零件,如導(dǎo)銷、復(fù)歸銷、斜銷等等。含碳量0.4~0.5%的碳鋼,或合金鋼皆適用以本方法?;鹧娲慊稹 ∫匝鯕庖胰不鹧鎸摿媳砻婕彼偌訜岬酱慊饻囟龋僖运彼倮鋮s而使表面硬化。本方法的特色在以只將外周表面淬火硬化,因此淬火應(yīng)變小,可應(yīng)用以各種形狀及大小的鋼製品。淬火方法大致分別有兩種。全面同時(shí)淬火法  適用以較小面積的處理。全面同時(shí)加熱,然後對(duì)此加熱到淬火溫度的面進(jìn)行冷卻以硬化之。移動(dòng)淬火法  大面積不適宜用全面同時(shí)淬火法,乃改用順序移動(dòng)加熱及冷卻的組合吹管,以行加溫冷卻全面積。也可應(yīng)用以不易全面淬火的模具的局部淬火、零件的磨擦面,可增高耐磨性,延長(zhǎng)模具壽命。氮化  氮化是在氨氣或含氨的媒體中加熱,增加氮含量而將鋼表面硬化的方法。加熱溫度高時(shí),硬度減低,但氮化深度加深。氯化時(shí)間取決以所需氮化深度,大約是50小時(shí)0.5mm,標(biāo)準(zhǔn)是100小時(shí)0.7mm。鍍錫或鍍鎳的部份,可以防止氮化。  氮化用鋼,其標(biāo)準(zhǔn)成份大約是碳0.35~0.45%、鋁1.0~1.3%、鉻1.3~1.8%、鉬0.5%以下,此時(shí)的氮化溫度500~500℃,表面硬度為HRC67~70,為一非常硬的氮化層?! 〉ㄒ榔涿絼┛煞譃闅獾?、液體氮化、軟氮化(低溫鹽浴氮化法)。氣體氮化法  被處理的料件裝以氮化箱內(nèi),放入以爐中,通入氨氣,溫度為500~550℃左右,氮化時(shí)間為50~100小時(shí)。此種方法為低溫處理,使熱處理變形接近以無(wú)。液體氮化法  液體氮化法與液體滲碳法之不同點(diǎn),在以本法是在AC1變態(tài)點(diǎn)以下加溫而滲碳法卻在AC1以上,且本法所用之鹽浴含較高的氮量而較少的碳量。將氰化鈉鹽與氰酸鹽和碳酸鹽適當(dāng)混合,加溫到560℃,將料浸入約2~3小時(shí),即可形成薄層的氮化層,可增耐磨耗性,防止燒焦及耐疲勞性。軟氮化法  此種方法使用以氰化鉀等的鹽浴槽中,溫度在520~570℃的低溫。其處理與液體滲碳法相同,唯溫度較低,且其硬度約只為氣體滲氮的一半,故稱為軟氮法。氮化時(shí)間較氣體氮化法為低,約1~2小時(shí)。此種方法處理的低碳鋼、中碳鋼其硬度增加有限,約可達(dá)到HRC53~59。但其耐磨耗性與耐疲勞性顯著增加。離子氮化法(IronNite)  為了改進(jìn)氣體氮化法(硬氮化),處理時(shí)間長(zhǎng)、效率低,最外層的氮化物很脆等缺點(diǎn)。德國(guó)的Berkard berghaus發(fā)明離子氮化法。離子氮化法首先企業(yè)化的是西德的Klockner. Ionon. Gmbh。其方法是將待處理的工作裝入電氮化爐內(nèi)(圖7),首先將爐內(nèi)排氣至102~103T後導(dǎo)入N2氣體(或N2+H2混合氣體),使?fàn)t內(nèi)保持所需要之處理氣壓(通常104~10Torr)。以爐本體作正極,處理工作作負(fù)極,將兩極間施加500V~1000V的直流電壓,爐氣便因輝光放電而電離化(即氣體被離子化而成正離子向負(fù)極的處理工作表面衝擊),處理工作表面受到加熱,同時(shí)氮化也因此而進(jìn)行?! √幚頊囟扰c一般的氮化溫度一樣,通常在480℃~570℃的溫度範(fàn)圍內(nèi)。溫度的控制係以輻射高溫計(jì)測(cè)定溫度而以電流值控制之,表面氮?dú)鉂舛瓤筛淖儬t內(nèi)充填的混合氣體(N2+H2)的分壓比而調(diào)整之。參圖8離子氮化之處理循環(huán)?! 】芍不姆磻?yīng)程序,是由以在正負(fù)兩極間的高電壓,會(huì)使氮?dú)鉅t產(chǎn)生輝光放電,在電離氣中生成之氮離子便向工作表面快速衝撞,動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能,造成溫度上升。這時(shí)由以對(duì)氮離子的衝擊及飛濺(spattering),所產(chǎn)生的排斥作用,F(xiàn)e、C、O等元素由工作表面被打出來(lái),飛散出來(lái)的Fe在放電的電離子中與N離子結(jié)合而形成FeN的氮化鐵。FeN的氮化鐵由以附著作用而附著以表面上,N便向最外層擴(kuò)散侵入。即最外層的化合物層由以擴(kuò)散順序發(fā)生FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N等組織變化而產(chǎn)生氮化作用。最外層由離子衝擊作用Fe不斷地飛散出來(lái)繼續(xù)形成氮化物,成為氮?dú)夤?yīng)的輸送源而促進(jìn)氮化的進(jìn)行。  離子氮化的特點(diǎn)為處理溫度低,處理的工件變形小又無(wú)公害問題,為最新最進(jìn)步的表面硬化法。其可處理的材料除了碳鋼、模具鋼、工具鋼、氮化鋼、合金鋼、高速鋼外,過去認(rèn)為難以處理的不銹鋼、鈦、鈷等利用本法已能實(shí)施良好的表面硬化。參圖10可知經(jīng)過I.N.處理的材料,可得到極高的表面硬度,並可獲致極優(yōu)良的耐磨耗性、耐疲勞性、耐蝕性及耐剝離性。電鍍電鍍是在模具表面被覆其他金屬,以增加表面光度、提高表面硬度,增強(qiáng)耐蝕性的表面處理,以下分述之。鍍硬鉻  將模具欲鍍的部份浸入以無(wú)水鉻酸為主的電解液中,通以電流,鉻析出而附著以模具表面。鍍層比普通鍍層厚,約0.01~0.02mm,硬度HRC67~70。使用本處理增進(jìn)下列優(yōu)點(diǎn):罅脫模良好,鍍硬鉻表面光滑如鏡,脫模非常順利。舐鍍層表面硬,耐磨耗性佳,不易刮傷,硬度高達(dá)HRC67~70。竺對(duì)鹽酸、稀硫酸以外的化學(xué)品有良好的耐蝕性。竽鍍鉻面有精美的光輝,模具凹穴經(jīng)此處理,所射出的成品也能具備精美的光澤,提升產(chǎn)品價(jià)值。無(wú)電解鍍鎳  此法不經(jīng)電解作用,不像上法,乃純粹的化學(xué)方法施行鍍著。鍍著經(jīng)由附著以模具上的觸媒劑的作用,使鎳被還原,而形成表面鍍著層。此種鍍著的特性為:罅不致發(fā)生電鍍的鍍層厚度差,為一較均勻的鍍著法。舐表面不生針孔,光滑而硬。鍍層硬度HRC49,經(jīng)熱處理更可提高HRC64~67。竺密著性良好,不易剝離。竽耐蝕性良好。 11 / 11
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