辉光离子渗氮技术在汽车拉延模表面强化中的应用

汽车覆盖件拉延模具的成形表面工作条件差 ,易产生塑性变形和磨损失效 ,对其成形表面的强度、光洁度、硬度和耐磨性等都有较高的要求。该文以桑塔纳轿车覆盖件拉延模为例 ,介绍了辉光等离子氮化技术在汽车拉延模大型面表面强化处理方面的应用 ,分析了该技术应用中的特点 。

提高离子氮化的窄缝处理能力

通过在工作气氛中加入氩气（Ar），可以提高离子氮化的窄缝处理能力；将这一结果应用于铝型材挤压模的强化处理工艺中，获得了很好的效果。

离子渗氮SDDM钢模具耐磨性的试验与数值研究

研究了SDDM热锻模具钢离子渗氮后的组织、力学性能和高温摩擦磨损特性。基于高温摩擦磨损试验建立了Archard磨损模型,并通过数值模拟研究了离子渗氮对SDDM钢汽车前轴热锻模磨损的影响。结果表明:SDDM钢离子渗氮层的氮化物为ε-Fe3N和γ′-Fe4N,表面硬度达到了935 HV0.2,厚度约200μm;离子渗氮后SDDM钢的摩擦因数和磨损率均下降,在300和400℃时发生磨粒磨损,500℃时发生黏着磨损;连续锻造15件汽车前轴后,未渗氮的SDDM钢模具的最大磨损深度达4.43×10-4 mm,而经离子渗氮的SDDM钢模具的最大磨损深度仅为2.57×10-4 mm,下降了约42%。

铝型材挤压模离子氮化处理的几个问题的研究

本文通过试验,分析研究了铝型材挤压模离子氮化处理中,工作炉压、工作气氛与氮化效果的关系,以及模具的窄缝处理问题。并由此获得了模具氮化处理的优选工艺。

H13钢热锻模具的真空热处理

根据实际生产,对H13热锻模具钢的真空淬火+回火和表面离子渗氮热处理工艺进行了探讨。结果表明:H13热锻模具钢经此工艺处理后,具有较高的硬度和热疲劳性能,延长了模具的使用寿命。

4Cr2Mo WVNi与H11模具钢离子渗氮耐磨性能研究

对4Cr2MoWVNi和H11模具钢进行了对比磨损试验,研究了渗氮对两钢种耐磨性的影响。结果表明,无论试样渗氮与否,4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性均优于H11钢。4Cr2MoWVNi钢连杆热锻模寿命优于H11钢。模具正常失效形式均为热磨损。

渗氮热作模具钢上CrN/TiAlN复合薄膜的高温耐磨性

对H13热作模具钢进行了渗氮处理(渗氮样品),再利用电弧离子镀技术在其上沉积了CrN/TiAlN复合薄膜(复合镀膜样品)。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和维氏显微硬度计表征了所得膜层的相组成、微观形貌、元素组成和维氏硬度。通过模拟铝合金挤压过程中的承受工况,进行了高温周期性加载摩擦试验,研究了渗氮样品及复合镀膜样品分别与6063铝棒对磨后的磨损情况。结果表明:相比渗氮样品,复合镀膜样品的摩擦因数更低,铝的粘附量和磨损失重分别减少了61%和58%。

压铸模具表面强化处理

以一款节流阀体压铸模为例,介绍了压铸模在使用过程中的表面强化处理方法,如冷焊涂覆、喷丸、离子氮化等。生产实践证明,这套方法可以大幅度减少铸件的粘模拉伤,提高模具的使用寿命。

工模具钢离子多元共渗的研究

本文进行了三种离子多元共渗工艺的对比试验研究，探讨了添加稀土、硼对氯化的影响。研究结果表明，对离子轰击化学热处理过程，稀土同样具有活化、催渗的作用。加入稀土提高了离子氮化层的硬度并增加渗层厚度。对渗层表面氮浓度分析表明，以加硼、稀土离子氮化的试样表面氮浓度最高，而以纯氨离子氮化最低。离子探针分析证实了稀土、硼的渗入，并在渗层中形成了浓度梯度，俄歇电子能对材料表面杂质元素如硫、磷的分析表明，稀土促进了试样表面硫、磷的富集，这一方面净化基体的晶界，另一方面聚集在表面的氧、硫、磷在零件承受磨擦负荷的情况下，有润滑、减摩的作用。

改变离子渗氮气氛对窄缝模具过热敏感性的影响

为解决离子渗氮中窄缝和小孔容易过热问题，在通入分解氨的基础上导入微量惰性气体，通过调整炉内气体成分，可减轻和避免过热现象的发生。经１００多炉次的铝型材热挤出模具的离子渗氮，效果良好。

提高电池锌筒挤压模具性能的研究

近年来,随着锌锰电池从"低汞低铅低镉"向"无汞无铅无镉"的升级换代,针对电池锌筒挤压模具存在的问题和不足,经理论分析研究及相关实验,通过改进模具结构、优选模具材料、完善热处理及离子氮化工艺和过盈配合等方法,冲棒使用寿命达16万次/只以上,活塞垫头30万次/套以上,并解决了凹模合金脱套等问题。

基体偏压对多弧离子镀制备CrAlN薄膜组织和性能的影响

采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面制备CrAlN薄膜,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了CrAlN薄膜的表面形貌与物相组成,测试了CrAlN薄膜的显微硬度及其与基材的结合力,使用箱式电阻炉考察了CrAlN薄膜在800℃下的抗氧化性能,通过动电位极化曲线测量分析了CrAlN薄膜的耐腐蚀性能。结果表明:随着偏压增大,CrAlN薄膜表面大颗粒先减少后增多,晶粒尺寸先减小后增大。CrAlN薄膜表面检测出CrN(200)、CrN(220)及AlN(101)衍射峰,且偏压变化不影响物相组成。随着偏压增大,CrAlN薄膜的力学性能、抗高温氧化性能及耐腐蚀性能先提高后降低。偏压为100 V时,CrAlN薄膜最均匀致密,表面大颗粒最少,显微硬度及膜基结合力最高(分别约为2300 HV和23 N),抗高温氧化及耐腐蚀性能最佳。

离子渗氮压力对H13钢摩擦磨损性能的影响

研究了等离子渗氮压力对H13模具钢渗层组织、显微硬度和摩擦学性能的影响,对磨损后的显微形貌进行了分析,对磨损机理进行了探讨。结果表明:选择N2与H2的体积比为2∶1,渗氮温度为540℃,渗氮压力为1066 Pa的工艺条件,渗氮层厚度值最大,硬度曲线最平缓,摩擦因数低,磨损量最小,具有相对较好的耐摩擦磨损性能。