CN108103433A - 一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，通过设置合理的氮化步骤，并控制氮化炉的升温、保温及降温参数，使得氮化处理后的模具渗氮深度及硬度均有较大提高、且渗氮层致密均匀，碳化物弥散好、没有聚集现象，消除了现有氮化处理的缺陷，提高了模具产品质量，显著延长了模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于化学改性强化处理工艺领域，具体涉及一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺。
背景技术
模具氮化是将成品模具置于密闭氮化炉中，通入氮化介质加热，使活性N原子渗入到模具表面，从而在模具表面形成氮化层。是现代化学改性强化处理工艺方法之一。模具氮化处理之后可提高模具寿命，提高表面硬度。但是模具氮化处理由于工艺不足，往往会造成模具渗氮深度浅、硬度不均匀，渗氮层不致密等缺陷，因此，改进工艺、消除氮化处理缺陷，对提高模具的产品质量，延长使用寿命有着十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，以提高模具表面硬度，满足模具使用需要，延长使用寿命。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，依次包括以下步骤：
(1)、将氮化炉升温至225～265℃，以200～300dm3/h的氨气通入量向氮化炉内通入氨气至炉内空气排净，然后将模具装入氮化炉内；
(2)、氮化炉从225～265℃继续升温至510℃后保温7h：
升温过程中，氨气通入量为150～200dm3/h，升温速率为90℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800～900dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(3)、氮化炉从510℃继续升温至550℃后保温5h：
升温过程中，氨气通入量为650dm3/h，升温速率为85℃/h；
保温过程中，氨气通入量为700～800dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(4)、氮化炉从550℃降温至500℃后保温3h：
降温过程中，氨气通入量为650dm3/h，降温速率为35～45℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800～900dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(5)、氮化炉从500℃继续降温至150～180℃后取出模具，降温过程中，氨气通入量为600～700dm3/h，降温速率为55～65℃/h；
(6)、步骤(2)～(4)各过程中均以60滴/min的速率向氮化炉内滴入酒精；步骤(5)过程中关闭酒精；
(7)、重复步骤(2)～(6)至少两遍。
进一步，所述步骤(4)中的降温过程为随炉降温。
进一步，所述步骤(5)通过鼓风机对氮化炉进行通风降温。
进一步，步骤(5)中，氮化炉降温至200℃以下时，方可开启氮化炉炉门。
进一步，所述模具由4Cr5MoSiV1或4Cr5MoSiV模具钢制成。
本发明的有益效果在于：采用该工艺氮化处理后的模具渗氮深度及硬度均有较大提高、且渗氮层致密均匀，碳化物弥散好、没有聚集现象，消除了现有氮化处理的缺陷，提高了模具产品质量，显著延长了模具的使用寿命。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的氮化升温曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例一
本实施例中的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，依次包括以下步骤：
(1)、将氮化炉升温至245℃，以250dm3/h的氨气通入量向氮化炉内通入氨气至炉内空气排净，然后将模具装入氮化炉内；
(2)、氮化炉从245℃继续升温至510℃后保温7h：
升温过程中，氨气通入量为175dm3/h，升温速率为90℃/h；
保温过程中，氨气通入量为850dm3/h，炉内压力为11.5KPa；
(3)、氮化炉从510℃继续升温至550℃后保温5h：
升温过程中，氨气通入量为650dm3/h，升温速率为85℃/h；
保温过程中，氨气通入量为750dm3/h，炉内压力为11.5KPa；
(4)、氮化炉从550℃降温至500℃后保温3h：
降温过程采用随炉降温，降温过程中的氨气通入量为650dm3/h，降温速率为40℃/h；。
保温过程中，氨气通入量为850dm3/h，炉内压力为11.5KPa；
(5)、氮化炉从500℃继续降温至165℃后取出模具，降温过程采用鼓风机对氮化炉进行通风降温，降温过程中的氨气通入量为650dm3/h，降温速率为60℃/h；
(6)、步骤(2)～(4)各过程中均以60滴/min的速率向氮化炉内滴入酒精，以使氮化更充分；步骤(5)过程中关闭酒精；
步骤(5)中，氮化炉降温至200℃以下时，方可开启氮化炉炉门。
本实施例中步骤(2)～(6)重复进行了两遍。对4Cr5MoSiV1模具钢试块氮化后进行硬度测试，两次氮化检测结果为：一次氮化后试块硬度为969HV，氮化层厚度20μm；二次氮化后试块硬度为1049HV，氮化层厚度28μm。从检测结果可以看出：一次氮化硬度较低，二次氮化后试件硬度有较大提升。
实施例二
本实施例中的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，依次包括以下步骤：
(1)、将氮化炉升温至265℃，以200dm3/h的氨气通入量向氮化炉内通入氨气至炉内空气排净，后将模具装入氮化炉内；
(2)、氮化炉从265℃继续升温至510℃后保温7h：
升温过程中，氨气通入量为200dm3/h，升温速率为90℃/h；
保温过程中，氨气通入量为900dm3/h，炉内压力为13KPa；
(3)、氮化炉从510℃继续升温至550℃后保温5h：
升温过程中，氨气通入量为650dm3/h，升温速率为85℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800dm3/h，炉内压力为13KPa；
(4)、氮化炉从550℃降温至500℃后保温3h：
降温过程采用随炉降温，降温过程中的氨气通入量为650dm3/h，降温速率为35℃/h；。
保温过程中，氨气通入量为900dm3/h，炉内压力为13KPa；
(5)、氮化炉从500℃继续降温至180℃后取出模具，降温过程采用鼓风机对氮化炉进行通风降温，降温过程中的氨气通入量为700dm3/h，降温速率为65℃/h；
(6)、步骤(2)～(4)各过程中均以60滴/min的速率向氮化炉内滴入酒精，以使氮化更充分；步骤(5)过程中关闭酒精；
本实施例中步骤(2)～(6)重复进行了三遍。对4Cr5MoSiV1模具钢试块氮化后进行硬度测试，三次氮化检测结果为：一次氮化后试块硬度为962HV，氮化层厚度19.5μm；二次氮化后试块硬度为1052HV，氮化层厚度28.5μm；三次氮化硬度为1058HV，氮化层厚度40μm。从检测结果可以看出：一次氮化硬度较低，二次氮化后试件硬度有较大提升，三次氮化与二次氮化硬度相差不多；但通过金相分析发现，三次氮化的模具钢试块主要为片状马氏体组织，且碳化物弥散更好，没有聚集的现象；结合经济效益来看，两次氮化为优选方案。
实施例三
本实施例中的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，依次包括以下步骤：
(1)、将氮化炉升温至225℃，以300dm3/h的氨气通入量向氮化炉内通入氨气至炉内空气排净，后将模具装入氮化炉内；
(2)、氮化炉从225℃继续升温至510℃后保温7h：
升温过程中，氨气通入量为150dm3/h，升温速率为90℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800dm3/h，炉内压力为10KPa；
(3)、氮化炉从510℃继续升温至550℃后保温5h：
升温过程中，氨气通入量为650dm3/h，升温速率为85℃/h；
保温过程中，氨气通入量为700dm3/h，炉内压力为10KPa；
(4)、氮化炉从550℃降温至500℃后保温3h：
降温过程采用随炉降温，降温过程中的氨气通入量为650dm3/h，降温速率为35℃/h；。
保温过程中，氨气通入量为800dm3/h，炉内压力为10KPa；
(5)、氮化炉从500℃继续降温至150℃后取出模具，降温过程采用鼓风机对氮化炉进行通风降温，降温过程中的氨气通入量为600dm3/h，降温速率为55℃/h；
(6)、步骤(2)～(4)各过程中均以60滴/min的速率向氮化炉内滴入酒精，以使氮化更充分；步骤(5)过程中关闭酒精；
(7)、重复步骤(2)～(6)两遍。
优选的，所述模具由4Cr5MoSiV1或4Cr5MoSiV模具钢制成。
总的来说，经过两次及以上氮化处理后的模具渗氮深度及硬度均有较大提高、且渗氮层致密均匀，碳化物弥散好，消除了现有氮化处理的缺陷，提高了模具产品质量，显著延长了模具的使用寿命。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，其特征在于依次包括以下步骤：
(1)、将氮化炉升温至225～265℃，以200～300dm3/h的氨气通入量向氮化炉内通入氨气至炉内空气排净，后将模具装入氮化炉内；
(2)、氮化炉从225～265℃继续升温至510℃后保温7h：
升温过程中，氨气通入量为150～200dm3/h，升温速率为90℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800～900dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(3)、氮化炉从510℃继续升温至550℃后保温5h：
升温过程中，氨气通入量为650dm3/h，升温速率为85℃/h；
保温过程中，氨气通入量为700～800dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(4)、氮化炉从550℃降温至500℃后保温3h：
降温过程中，氨气通入量为650dm3/h，降温速率为35～45℃/h；
保温过程中，氨气通入量为800～900dm3/h，炉内压力为10～13KPa；
(5)、氮化炉从500℃继续降温至150～180℃后取出模具，降温过程中，氨气通入量为600～700dm3/h，降温速率为55～65℃/h；
(6)、步骤(2)～(4)各过程中均以60滴/min的速率向氮化炉内滴入酒精；步骤(5)过程中关闭酒精；
(7)、重复步骤(2)～(6)至少两遍。
2.根据权利要求1所述的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，其特征在于：所述步骤(4)中的降温过程为随炉降温。
3.根据权利要求2所述的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，其特征在于：所述步骤(5)通过鼓风机对氮化炉进行通风降温。
4.根据权利要求1～3任一项所述的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，其特征在于：步骤(5)中，氮化炉降温至200℃以下时，方可开启氮化炉炉门。
5.根据权利要求4所述的太阳能铝型材挤压模具氮化处理工艺，其特征在于：所述模具由4Cr5MoSiV1或4Cr5MoSiV模具钢制成。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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