五金模具钢材的热处理方法

2021-12-21 16:18:09

在传统的氧化(发黑)、电镀、氮化等工艺基础上,随着技术的不断发展,人们提出了许多新的表面强化和保护方法。在五金模具钢材中采用了多种传统的表面强化和保护热处理方法。依据加工工艺的性质及表面改性层与基材的结合性质,将其分为4类:渗透、涂覆、转化膜形成、表面硬化硬化。

1)渗入方法。不均匀的元素原子通过介质传送到工件的表面被吸收。因为渗入元素在铁基中具有一定的溶解性,在铁质表面和内部都有浓度梯度,形成由外渗元素逐渐饱和的扩散通道。出现组成与未改变区域浓度连续变化的过渡层。这种表面改性层与基体的结合被称为“冶金结合”,是氮化、渗碳等多种表面处理方法中较强结合。

2)涂层方法。采用真空蒸发、离子镀、喷漆等方法,在表面涂有高性能的涂层。主要采用TiN,TiC离子镀及金刚石涂层,它们在硬度,耐磨,耐磨,耐磨损,以及化学保护等方面都有优异表现。同常规镀层类似,涂层与基体的结合采用物理方法,在560℃以下镀层,其结合基本为非冶金结合。如在电镀前,工件表面未清洁,或处于另一惰性状态,则涂层过厚,极易脱落。即便采用了相应的工艺改进,其粘结强度也远远小于渗透法,所以一般只用很薄的涂层。

3)化学转化膜方法。复合物层的表面是由其元素与钢中元素(通常是铁)的化学作用所形成的,而且参与铁质介质的元素的溶解度非常小,因而,在变质层和基片的结构和组成上没有梯度,且与基片的结合是非冶金结合,无法在表面建立固溶体浓度。这种方法的名字通常被定义为“化学”,如氧化和磷酸化。

渗透法命名及化学转化膜的形成方法,也因历史上的原因,对其机理及分类、命名等方面的认识不一致,有时也会造成混乱。FeS层的形成方法常被称为“硫化”。

4)表面浅部硬化。近几年来,这是将激光强化用于高速钢工具的一类。对于高速钢刀具,很少采用深度淬火(火焰,感应加热)。利用高能微区光斑,在已经完成淬火和回火的工具上扫描选定的零件,并可获得具有控制位置和二次淬火深度控制的浅表面淬火层。该工艺可保证刀具表面无氧化性,且刀具表面经过二次淬火后表面不会发生二次硬化。二淬硬层回火后的硬度明显高于基体。


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