1、概述 在緊固件企業(yè)大部分冷作模具，如主模、束模、上沖、沉頭、花齒、三角模、介子模和沖模等改用鎢鈷鋼制造，提高了使用壽命，但由于合金工具鋼模具的價(jià)格優(yōu)勢(shì)仍然存在，還有一定的市場(chǎng)地位。眾所周知，滲氮與軟氮化技術(shù)作為一種模具表面強(qiáng)化處理手段，已應(yīng)用于各類緊固件模具生產(chǎn)中，從而對(duì)提高模具使用壽命起到了積極的作用。 滲氮，俗稱氮化。通常指把已調(diào)質(zhì)處理的模具放在含氮的介質(zhì)（如氨氣）中，在500～540℃保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，使介質(zhì)分解而生成的活性氮原子滲入模具表面層，獲得一定厚度的白亮層和一定深度的擴(kuò)散層，以增加其硬度、耐磨性和抗蝕性的化學(xué)熱處理工藝。 氮碳共滲。在滲氮介質(zhì)中添加適量（微量）的弱滲碳劑，使模具在滲氮的同時(shí)，滲入微量的碳原子，這種以滲氮為主、滲碳為輔的化學(xué)熱處理工藝，俗稱軟氮化。 值得強(qiáng)調(diào)的是：軟氮化獲得的表面硬度并不軟，且因其在滲氮層（包括白亮層和擴(kuò)散層）內(nèi)滲入了微量的碳原子，不僅提高了滲速，還一定程度上降低了白亮層的脆性。因此，在目前的模具生產(chǎn)中，應(yīng)用純氨滲氮的硬滲氮已很少采用。 2、氮碳共滲與滲氮的不同 氮碳共滲（軟氮化）與滲氮（氮化）不同之處在于：前者處理過(guò)程中介質(zhì)中添加了含碳物質(zhì)（弱的滲碳劑），其分解出來(lái)的碳可以溶入氮化物相中，適度的碳可以提高化合物層的硬度，減小其脆性。如今，用得比較普遍的碳元素添加劑，如二氧化碳、甲酰胺和甲醇（或乙醇）等。需要注意的是：二氧化碳將提高爐氣的氮?jiǎng)?；而甲醇則降低爐氣的氮?jiǎng)荨? 為此，氮碳共滲（軟氮化）與滲氮（氮化）的區(qū)別應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)： ① 工藝時(shí)間問(wèn)題。軟氮化的時(shí)間較短，有的保溫3～5h, 1～4h,還有5～7h的等。 ② 滲入元素問(wèn)題。凡是同時(shí)滲入C和N，且以滲氮為主的，應(yīng)為氮碳共滲（即軟氮化）；而單純滲入N的元素，則應(yīng)為滲氮或稱為氮化。 ③ 工藝溫度有所不同。 a、從工藝時(shí)間來(lái)看，前者多用于3～5h的模具,后者用于時(shí)間大于10 h的情況。 b、從滲層深度看，前者的深度小于后者，后者的深度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，多數(shù)用于層深大于0.30mm的模具。 c、從工藝溫度看，前者多在550℃左右進(jìn)行；后者一般在較低溫度（如480～520℃）下進(jìn)行。 d、從使用的滲劑及滲入元素上看，前者則使用的滲劑以氨氣為主，另添加弱的滲碳劑，滲入元素也是以氮原子為主，同時(shí)滲入少許碳原子；而后者多采用純氨滲氮，使模具表面滲入單一的氮原子。 e、從應(yīng)用范圍上看，前者廣泛用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高碳高鉻工具鋼、高合金模具鋼等；后者主要用于氮化專用鋼（如38CrMoAlA、38CrAlA、38CrWVAl等）。 3、氮碳共滲在模具中的應(yīng)用 目前，氮碳共滲（軟氮化）表面強(qiáng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種不同類型的模具之中。對(duì)熱鍛?？蛇M(jìn)行短時(shí)間氮碳共滲（軟氮化）或滲氮（氮化）處理。經(jīng)處理后的模具表面減輕了與鍛件的摩擦，使相對(duì)滑動(dòng)性更加良好。不易產(chǎn)生黏附、咬合、熱膠著現(xiàn)象，提高了熱鍛模的抗氧化性、耐熱疲勞特性及耐磨性；且經(jīng)短時(shí)滲氮或軟氮化的熱鍛模，還可以進(jìn)行修磨后的重復(fù)滲氮或軟氮化，兼有消除應(yīng)力的松弛化穩(wěn)定處理作用。這樣，可以大幅度提高熱鍛模使用壽命。有文獻(xiàn)報(bào)道，可使4Cr5MoVSi（H11）熱鍛模壽命提高3～10倍。 無(wú)論是3Cr2W8V鋼，還是4Cr5MoV1Si（H13）鋼，預(yù)處理均采用淬火1020～1050℃淬火，560～600℃兩次回火（后者取下限），硬度在40～45HRC，熱處理后再進(jìn)行軟氮化處理，表面形成了一層很淺的氮化膜、10μm左右的氮碳化合物層及一定深度的擴(kuò)散層，表面硬度達(dá)900～1200HV左右；同時(shí)，模具表面附近還可形成900Mpa以上的壓應(yīng)力，這將大大降低了粘模傾向，增加了耐磨性、抗蝕性和抗熱疲勞特性，有效地降低了冷熱循環(huán)時(shí)產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率，可大大降低修模頻次，從而顯著提高模具的使用壽命。 一般而言，冷作模具如主模、束模、上沖、沉頭、花齒、三角模、介子模和沖模等需要耐磨耗、耐沖擊作用，改用鎢鈷鋼，并不適合做氮化或軟氮化處理。但凡事都有例外，如頂桿、縮桿、沉頭、花齒等冷作模、沖裁模以及搓絲板等用合金鋼和Cr12MoV、LD和DC53鋼滾絲輪，均可進(jìn)行氮碳共滲（軟氮化）處理。這類模具以淺、無(wú)白亮層的短時(shí)滲氮或軟氮化處理為宜，且可以采用修磨后重復(fù)滲氮處理。 以及介紹的氮碳共滲（軟氮化）與滲氮（氮化）在模具上的應(yīng)用，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用，需要大量的實(shí)踐和驗(yàn)證。本文作為拋磚引玉的目的，以供技術(shù)交流，不當(dāng)之處請(qǐng)批評(píng)指正。

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