鋁合金壓鑄生產(chǎn)中的鋁合金壓鑄模具消耗是影響成本的重要因素,先進工業(yè)國的壓鑄模具消耗額警界紅燈為生產(chǎn)總值的5%。壓鑄模具消耗額要高于這條線的壓鑄廠很多,所以減少壓鑄模具成本是降低鋁合金壓鑄生產(chǎn)成本亟待需要解決的問題。
準(zhǔn)確選擇壓鑄模具材料、良好熱處理、良好表面氮化處理是提高壓鑄模具精密度的重要手段。
為了有效地提高壓鑄模具的使用壽命,我們利用國內(nèi)外各種技術(shù)開發(fā)制作了一種能夠控制氮化質(zhì)量因素的新型氮化爐,進行了氮化工藝調(diào)試。經(jīng)過半年多的調(diào)試,達到能夠準(zhǔn)確控制熱鍛模具表面氮化層的化合物層、脈狀組織、合理的氮化層硬度梯度、合理的次表面層硬度,達到了我們設(shè)計的氮化層質(zhì)量要求,同時我們還進行進一步提高使用壽命的硫化、氧化等試驗,即將應(yīng)用到生產(chǎn)中去。
壓鑄模具失效形式
表面氮化壓鑄模具的主要失效形式為磨粒磨損,磨損過程是:化合物層破裂→硬顆粒→脈狀組織開裂→掉塊→基體擦傷→反復(fù)犁削→切削犁溝。
幾種氮化爐的功能
(1)氮基氣氛三元氣體氮化爐(日本)這種技術(shù)具有產(chǎn)品質(zhì)量可靠、經(jīng)濟性好、安全性好、無工業(yè)污染、縮短氮化時間等優(yōu)點。它采用常用控制系統(tǒng),難以實現(xiàn)氮化層質(zhì)量因素控制。本文曾在日本參與鉆頭氮化試驗,因難以控制化合物層的出現(xiàn),僅做了30min氮化,提高30%左右的鉆頭使用壽命。如果能夠控制化合物層的話,可以提高更多使用壽命。
(2)陰極離子屏氮化爐(韓國-NPPN)韓國“MIRETHERMOTC”公司21世紀(jì)初開發(fā)了“NPPN”氮化爐,它的特點是在常規(guī)離子氮化爐中加了陰極屏(Separate Cathode),工作原理是將離子對金屬表面的直接沖擊用陰極屏轉(zhuǎn)換成氣體化離子,發(fā)揮了氣體氮化和離子氮化的優(yōu)點,克服了離子氮化的微孔窄縫無法氮化、工件形狀、大小對氮化的影響(不能控制不同工件的氮化質(zhì)量)、離子沖擊表面粗化的問題(表面粗化是產(chǎn)生磨粒磨損的因素)。
陰極離子氮化屏
(3)新開發(fā)新型氮化爐結(jié)合國內(nèi)外氮化爐的優(yōu)缺點開發(fā)了新型氮化爐,采用(NH3+N2+CO2)三元氣體氮化;利用PT-500控制系統(tǒng)、氨氣裂解器、氫探頭、氧探頭精確控制爐內(nèi)氮勢;低真空保護、快速冷卻的技術(shù)。