Ⅰ 氮化材料知多少
滲氮是在合適的溫度（450-600℃）下將金屬置於含氮介質中，將氮原子滲入鐵合金錶面而實現的表面硬化技術。氮化工藝覆蓋的鋼種很寬，幾乎所有的鋼牌號到鑄鐵都可以用得上。但不同材料氮化後的性能又千差萬別，本文對常見氮化材料進行分類並對其氮化特性作一個簡單的介紹。
中低碳鋼
典型材料兆拿備為SPCC、08F、10鋼和45鋼等。
中低碳鋼中由於沒有生成合金氮化物的合金元素，其氮化後表面硬度並不高。以低碳鋼為例，一般氮化後表面硬度為200HV左右，但經氮碳共滲後根據氣氛種類和處理溫度的不同其表面硬度一般可達300-600HV，其表面也較容易獲得10-25um厚的白亮層。故對中低碳鋼而言，一般不單純只作滲氮處理而是採用氮碳共滲。
SPCC經氮碳共滲處理
普通合金鋼
典型材料為Cr-Mo系和Cr-Mo-V系等滲氮鋼。
由於Cr、敏燃Mo、V等合金元素的加入，使得這類滲氮鋼具有優異的力學性能和更好的工藝性，廣泛適用於對表面硬度要求不太高（≤850HV），耐磨性和抗沖擊性能更高的場合。
需要注意的是，對常用的合金元素來說，Ni是非氮化物形成元素。這也是有些爐子廠家在設計氮化爐時採用Inconel600作為爐罐材質的原因之一，其高鎳的化學成分避免了爐罐對NH3的催化裂解作用。
31CrMoV9無白層氮化
模具鋼
典型材料為4Cr5MoSiV1等。
4Cr5MoSiV1鋼（相當於美國AISI H13鋼）是國際上廣泛應用的一種熱作模具鋼。為了適當提高模具的抗磨損能力及提高鋁合金壓鑄模的抗黏附性能力，常對模具施行滲氮或氮碳共滲處理。由於合金元素含量較高，一方面對氮化後表面硬度的提高較為顯著，一般可達1000HV以上，但同時合金元素對氮擴散阻礙作用較大，一般白層厚度不超過10um，氮化層深一般不超過0.3mm。
H13氣體滲氮
工具鋼
典型材料為6542、DC53等。
一般用作高速鋼刀具、鑽頭以及搓絲用模。鋼中含有大量與氮有親和力的合金元素，滲氮後表面硬度和耐磨性都明顯提高。但是滲氮時間過長，就會在表面出現化合物層並在擴散層中出現大量網狀氮化物，使得滲層脆性變得很大，導致刀具或模具崩刃、崩牙。故這類材料一般用作短時無白層滲氮工藝，滲氮層總深度控制在0.02-0.1mm范圍內。
DC53短時氮化
不銹鋼
典型材料1Cr13、2Cr13、3Cr13、304等。
不銹鋼滲氮目前有兩大難點：其一，不銹鋼的Cr、Ni等元素與氧形成的鈍化膜，如未在滲氮前將其去除則它們將有力地阻止氮化過程。故不銹鋼氮化首先要進行破膜工序。其二，常規不銹鋼氮化後將析出CrN相，由於CrN的電極電位比Cr的電極電位要低，故不銹鋼氮化後其耐蝕性能會有所降低。故近些年興起的低溫不銹鋼氮化技術，經低溫（＜450℃）滲氮處理，避免了CrN相的析出，在表層主要形成S相，合金錶面的硬度高，而且具有很高的抗點蝕和抗縫隙腐蝕性能。
316鋼低溫滲氮後表面S相
鑄鐵
典型材料QT500、QT600、HT200 、HT250等。
由於鑄鐵中C、Si的含量較高，氮擴散阻力較大，一般只做軟氮化。要達到與鋼同樣的滲氮層濃度，滲氮時間需乘以1.5-2的系數。鑄鐵中含有較高含量的Si而生成Si3N4提高其硬度，一般軟氮化後的表面硬度為500-700HV。由於鑄鐵基體存在大量的片狀、球狀石墨，導致軟氮化後表面得不到連續白亮層，其耐蝕性要差於普通鋼軟氮化。
球墨鑄鐵白亮層被石墨隔開
無論是滲氮還是氮碳共滲，均需對氮族毀勢進行精確的測量和控制。對精密可控滲氮而言，能對合金鋼、滲氮鋼的白亮層厚度進行控制，達到AMS2759/10A規定的0類和1類標准。對精密可控氮碳共滲而言，能對碳鋼、合金鋼和鑄鐵白層的疏鬆進行控制，達到AMS2759/12A規定的1類標准。
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Ⅱ 模具氮化和不氮化在性能上有多大差異
模具進行氮化處理可顯著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和疲勞性能。由於滲氮溫度較低，一般在500-650~范圍內進行，滲氮時模具芯部沒有發生相變，因此模具滲氮後變形較小。一般熱作模具鋼(凡回火溫度在550-650~的合金工具鋼)都可以在淬火、回火後在低於回火溫度的溫度區內進行滲氮；一般碳鋼和低合金鋼在製作塑料模時也可在調質後的回火溫度下滲氮；一些特殊要求的冷作模具鋼也可在氮化後再進行淬火、回火熱處理。
實踐證明，經氮化處理後的模具使用壽命顯著提高，因此模具氮化處理已經在生產中得到廣泛應用。但是，由於工藝不正確或操作不當，往往造成模具滲氮硬度低、深度淺、硬度不均勻、表面有氧化色、滲氮層不緻密、表面出現網狀和針狀氮化物等缺陷，嚴重影響了模具使用壽命。因此研究模具滲氮層缺陷、分析其產生的原因、探討減少和防止滲氮缺陷產生的工藝措施，對提高模具的產品質量，延長使用壽命具有十分重要的意義。
一、 模具滲氮層硬度偏低
模具滲氮表層硬度偏低將會降低模具的耐磨性能，大大減少滲氮模具的使用壽命。
(1)滲氮模具表層含氮量低。
這是由於滲氮時爐溫偏高或者在滲氮第一階段的氨分解率過高，即爐內氮氣氛過低。
(2)模具預先熱處理後基體硬度太低。
(3)滲氮爐密封不良、漏氣或初用新的滲氮罐。
預防措施
(1)適當降低滲氮溫度，對控溫儀表要經常校正，保持適當的滲氮溫度。
(2)模具裝爐後應緩慢加熱，在滲氮第一階段應適當降低氨分解率。
(3)滲氮爐要密封，對漏氣的馬弗罐應及時更換。新滲氮罐要進行預滲氮，使爐內氨分解率達到平穩。
(4)對因滲氮層含氮量較低的模具可進行一次補充滲氮，其滲氨工藝為：滲氮溫度520℃ ，滲氮時間8～10h，氨分解率控制在20％-30％。
(5)在模具預先熱處理時要適當降低淬火後的火溫度，提高模具的基體硬度。
二、 模具滲氮層淺
模具滲氮層淺將會縮短模具硬化層耐磨壽命。
滲氮模具表面硬度偏低的原因
(1)模具滲氮時間太短、滲氮溫度偏低、滲氮爐有效加熱區的溫度分布不均勻、滲氮過程第一階段氮濃度控制不當(氨分解率過高或過低)等。
(2)模具裝爐前未清除掉油污及裝爐量過多、模具間距太近。
預防措施
(1)要嚴格控制裝爐前模具表面質量、裝爐量、爐內溫差和氮氣氛、滲氮時間和溫度。
(2)加強滲氮爐密封，保證爐內氮氣氛循環正常。並按工藝要求控制氨分解率。
(3)對已經出現滲氮層不足的模具可進行二次滲氮，嚴格按照滲氮第二階段工藝補充滲氮。
硬度不均勻或有軟點的原因
模具滲氮層硬度不均勻或有軟點模具滲氮層不均勻或有軟點將會使模具在使用時性能不穩定，薄弱區域首先磨損較多，造成整個模具的早期損壞失效，嚴重影響模具的使用壽命。
(1)由於滲氮爐上、下不均衡加熱或氣流不通暢，爐內溫度不均勻。
(2)氨氣通入管道局部堵塞，影響爐內氮氣氛；爐內氮氣循環不良。
(3)模具裝前未很好清理表面油污。
(4)滲氮爐內模具裝載太多或爐內模具間距太小、部分有接觸。
預防措施
(1)嚴格控制滲氮爐內上、下區爐溫，使其始終保持在同一溫度區內。
(2)定期清理氨氣進氣管道，保持管道的通暢。
(3)模具裝爐前需用汽油或酒精等脫脂，經過清洗後的模具表面不能有油污或其它臟物。
(4)模具裝筐時，模具間要保持一定距離，嚴防模具工作面接觸和重疊。
(5)爐內氣氛循環要充分，滲氮爐要密封好，對漏氣的馬弗罐應及時更換。
模具滲氮後表面有氧化色
模具滲氮後發生表面氧化不僅影響模具外觀質量，而且影響模具表面的硬度和耐磨性，嚴重影響模具使用壽命。
模具滲氮後表面氧化的原因
(1)氣體滲氮罐漏氣或爐蓋密封不良。
(2)提供氨氣的乾燥裝置中的乾燥劑失效，通入爐中的氨氣含有水分。
(3)滲氮結束後隨爐冷卻時供氧不足造成罐內負壓，吸入空氣造成氧化色。
(4)模具氮化後出爐溫度過高在空氣中氧化。
預防措施
(1)要經常檢查設備，對漏氣的馬弗罐應及時更換，要保持爐蓋密封良好。
(2)氨氣乾燥裝置中的乾燥劑要定期更換。
(3)滲氮後的模具最好採用油冷。對要求嚴格控制變形的模具在滲氮結束冷卻時要繼續提供少量氨氣，避免爐內產生負壓。出爐溫度控制在200't2以下，避免滲氮模具在空氣中氧化。
(4)對已經產生氧化的滲氮模具可在低壓下噴細砂清除，並重新加熱到510'(2左右再進行4h滲氮，滲氮後爐冷至200't2以下出爐。
模具滲氮後變形
要求嚴格控制變形的模具，在滲氮後如產生超差變形將會影響模具的裝配使用，嚴重的會造成模具報廢。
模具滲氮後變形的原因
(1)模具結構設計不合理、形狀復雜等。模具在機械加工後的殘余應力未能很好消除。
(2)氣體滲氮爐內溫度不均勻，模具裝爐後加熱升溫過快或出爐時冷卻速度太快。
(3)因滲氮層比容大而產生的組織應力帶來形狀變化，滲層愈厚影響愈大。因此若工藝參數不當，滲氮溫度過高、時間過長、氮勢過高、產生過厚滲氮層等就會使變形增大。
(4)模具裝爐方法不合理，爐內溫度不均勻、氨氣流不穩不暢等。
預防措施
(1)設計製造模具時應該盡量使模具結構對稱合理，避免厚薄懸殊。
(2)對淬火後的模具應充分進行回火，對機械加工後的模具應進行退火消除應力。
(3)制定合理的滲氮工藝。盡量採用合理的裝爐維普資訊 http://www.cqvip.com，《模具製造》2003．No．6總第23期 65量、較低的滲氮溫度、合適的氮化層深度和氮氣氛。對變形要求較小和形狀復雜的模具應嚴格控制加熱和冷卻速度，升溫速度應低於50aI=／l1，300~C以上每升溫
10oaI=保溫lh；冷卻時要隨爐降溫，出爐溫度應低於2oo℃，並應檢查爐溫，嚴格控制滲氮爐上下區的溫差。
模具滲氮後表層出現網狀及波紋狀、針狀或魚骨狀
氮化物及厚的白色脆性層模具滲氮後表層出現網狀及波紋狀、針狀或魚骨狀氮化物及厚的白色脆性層將會導致模具韌性降低、脆性增加、耐沖擊性能減弱、產生疲勞剝落、耐磨性能降低，大大降低模具的使用壽命。
模具氮化層出現網狀、波紋狀、針狀或魚骨狀缺陷的原因
(1)一些熱處理廠家片面強調提高勞動生產率，在制定工藝文件和實際操作時滲氮溫度過高、升溫加熱和降溫冷卻速度過快；控溫儀表失靈、爐內實際溫度比儀表指示溫度高。如溫度過高時擴散層中的氮化物便聚集長大、彌散度下降、在晶界上形成高氮相的網狀或波紋狀組織。
(2)模具預備熱處理時淬火加熱溫度過高、模具基體晶粒過大。
(3)液氨含水量高，通入氣體滲氮爐中的氨氣含水分。
(4)模具設計製造不合理，有尖角銳邊。
(5)氣體滲氮爐中氨分解率太低即氮勢過高。
(6)預備熱處理時，淬火加熱未在保護氣氛中進行，模具表層脫碳嚴重，在滲氮後極易出現針狀、魚骨狀氮化物。
預防措施
(1)正確制定模具氮化處理工藝，氮化溫度選擇在500~580~C，一般不要超過580~C，並定期對控溫儀表進行校正，升溫加熱速度不宜過快。
(2)模具預備熱處理的淬火加熱溫度不宜過高，以免模具材料內部組織中馬氏體晶粒過大；加熱應在保護氣氛中進行，避免模具氧化脫碳；調質件應在機械加工中把脫碳層切除掉。
(3)氨氣要經過乾燥裝置再通入滲氮爐中，乾燥劑要定期更換。
(4)模具設計製造時應盡量避免銳角尖邊。
(5)嚴格控制滲氮爐中的氨分解率，不應使爐中氮勢過高。
(6)對已經產生網狀及波紋狀氮化物的模具可在540％左右的爐中進行10~15h的擴散處理， 以便有消除模具氮化層中的網狀及波紋狀氮化物。
模具滲氮層不緻密、抗蝕性差
模具如在潮濕或鹼性工作環境中工作，還應具有一定的抗蝕性。有抗蝕要求的模具如因滲氮層不緻密而導致抗蝕性差將會使模具在使用時發生銹蝕，使模具早期失效，影響模具的使用壽命。
模具滲氮層不緻密原因
(1)模具氮化前表面粗糙度大。
(2)模具裝爐前表面有銹蝕，影響滲氮層質量。
(3)氣體滲氮爐內氨分解率過高，模具滲氮層表面氮濃度太低。
(4)在一定的溫度下，滲氮時間太短，模具滲氮層滲氮不足。
預防措施
(1)為了保證抗蝕滲氮層的質量，零件應預先進行正火或調質處理，模具表面的粗糙度要小，其抗蝕性能才會愈好。
(2)模具滲氮裝爐前應仔細清理其表面，不得有銹蝕存在。
(3)模具滲氮時應採用合適的氨分解率，合理的滲氮時間，滲氮後應快冷。
(4)對滲氮層不緻密的模具把其表面清理干凈後嚴格按照氣體滲氮工藝規則再進行一次滲氮。
Ⅲ 對模具進行氮化處理有什麼用處
對模具進行氮化處理定義：
是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。
對模具進行氮化處理作用：
使金屬快速上膜，發生鈍化反應後不容易生銹，提高鋼材有用的性能，如抗磨損，耐摩擦，抗腐蝕和抗疲勞等。
對模具進行氮化處理要求：
氮化熱處理一般溫度大概700度左右（看鋼材），提高型腔型芯及運動件的表面硬度及耐磨性，防腐蝕性，模具一般採用軟氮化工藝。
Ⅳ 注塑模具行腔為什麼要進行氮化處理
注塑模具、壓鑄模具的型腔表面鍍氮是為了提高模具型腔表面的硬度與耐磨性，用以延長模具的使用壽命。另外，鍍氮的溫度低，模具的變形量小。所以，對於一些要先試模然後再淬火的模具，採用鍍氮的方法是最好的。
Ⅳ 塑膠模具表面氮化有什麼作用
模具氮化可以增加模具表面的硬度與耐磨性，延長模具的使用壽命。氮化與淬火相比，其優點是模具變形量小。
Ⅵ 塑膠模具表面氮化有什麼作用
塑膠模具表面氮化作用：能顯著地提高工件的疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。由於軟氮化層不存在脆性，氮化層硬而具有一定的韌性，不容易剝落。
氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。經氮化處理的製品具有優異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。
Ⅶ 嘉興塘匯柯達模具廠怎麼樣啊
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