[发明专利]一种模具表面渗氮方法

说明书

本发明公开了一种模具表面渗氮方法，具体涉及模具技术领域，通过高压脉冲电爆炸装置在模具工件上进行改性层的附着，附着马氏体细晶改性层，改性层的晶粒细化和马氏体的形成有利于加速气体渗氮过程中氮原子由表面向内部迁移，提高渗氮层的韧性及厚度，同时模具工件在氮化前进行预氧化处理，使模具工件表面形成一层均匀的活性氧化层，使活性氮能较高效率地吸附在模具表面，加快了氮化的速度，提高氮化的稳定性，在真空的环境下以定量的氨气均匀通入氮化炉内，控制了氮化炉内的氨分解率，有效控制模具工件渗氮比例，使其有效满足对模具工件按照规定标准渗氮的目的，从而提高模具工件的质量。

技术领域

本发明涉及模具技术领域，更具体地说，本发明涉及一种模具表面渗氮方法。

背景技术

渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮和液体渗氮等方式，每一种渗氮方式中，都有若干种渗氮技术，可以适应不同钢种、不同工件的要求，由于渗氮技术可以形成优良性能的表面，并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调，同时，渗氮温度低，渗氮后不需激烈冷却，模具的变形极小，因此，模具的表面强化是采用渗氮技术较早，也是应用最广泛的。

模具工业的发展影响着一个国家的制造业水平，模具成型工艺代替传统切削加工工艺具有降低生产成本、提高生产质量以及最大程度的节约能源等优点，随着高强度钢、高温合金等高性能金属材料以及非金属材料与复合材料的应用日趋增多，对模具材料提出了更高的要求，对模具钢进行表面改性处理，是综合改善模具性能的关键，表面改性处理不仅能提高模具的表面性能，使模具材料的表面具有高硬度、耐蚀、抗粘结等性能，而且能使模具的芯部保持足够好的强韧性，这能提高模具的使用寿命、大幅度降低成本。

目前大多通过气体渗氮使热冲压成形模具材料表面渗氮，然而现主要通过工人的经验制定热成形模具的气体渗氮工艺或在热成形模具材料上使用其他材料的气体渗氮工艺，没有相应的规范和标准，因而无法精确控制渗氮白亮层的厚度，使模具在使用过程中出现不耐磨、白亮层厚度不足或白亮层厚度过厚的问题，白亮层过厚脆性大，更容易破碎，无法满足对模具工件按照规定标准渗氮的目的；同时仅仅在通过单一气体渗氮的方式去进行处理，模具工件上的渗层易出现厚度不足，无法进一步提高其机械性能和耐磨性的问题，且上述问题是当前迫切所需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种模具表面渗氮方法，本发明所要解决的技术问题是：因而无法精确控制渗氮白亮层的厚度，使模具在使用过程中出现不耐磨、白亮层厚度不足或白亮层厚度过厚的问题，白亮层过厚脆性大，更容易破碎，无法满足对模具工件按照规定标准渗氮的目的；同时仅仅在通过单一气体渗氮的方式去进行处理，模具工件上的渗层易出现厚度不足，无法进一步提高其机械性能和耐磨性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模具表面渗氮方法，包括以下步骤：

S1、筛选：首先选取模具工件，筛选出满足硬度要求的模具进行精加工，成型的模具工件硬度为50～60HRC。

S2、抛光处理：将筛选出的模具工件进行抛光和清理，抛光后模具工件表面粗糙度≤0.25μm，加工完成后对磨具工件表面进行除灰、清洗及干燥处理。

S3、预处理：

a、采用高压脉冲电爆炸技术对模具工件预处理，向高压脉冲爆炸舱内通过空气，其次再向内通入丙烷与氧气，且丙烷与氧气通入的比例为3:7。

b、通过启动高压脉冲电爆炸装置进行点火操作，上述丙烷、氧气及融入的空气进行混合并且发生爆炸，形成爆炸焰流，高压脉冲放电的启动，使模具工件与电极之间发生脉冲放电。

S4、改性层加工：将S3中得到的模具工件置入三维加工平台上，高压脉冲爆炸舱口出于模具工件的表面距离为25～30mm，移动三维加工平台使模具工件上附着一层马氏体细晶改性层。

S5、将得到模具工件进行精抛加工，使用酒精或丙酮去除模具表面的灰尘和油污，保证模具工件表面无损伤。