真空氮化在摇架胶木手柄模上的应用

        1 摇架胶木手柄成型模具的失效形式
        摇架胶木手柄是选用1.smm 厚的Q235A钢板在80t冲床上冷压成型。摇架胶木手柄其成型模具系用cr12Mov钢制造, 经970℃淬火、170℃二次回火(HRC58一62,以下简称A工艺)后投人使用。摇架胶木手柄在实际使用中, 每冷压30 次就需进行修磨, 使用200 次后, 即因模腔表面拉毛而失效。这是由于模具耐磨性、抗咬合性差所致。为此, 我们将经过A 工艺处理的模具再进行真空氮化处理, 以期改善模具的表面性能, 提高其使用寿命。
        2 摇架胶木手柄真空氮化处理图
        装炉后冷态将炉子排气至7kPa , 然后升温至所需的氮化温度并均热。此时进人渗氮期, 以脉冲方式向炉内充人低压氨气, 即每间隔4min向炉内充人新鲜氨气, 同时排除失去活性的乏气, 使炉气压力周期性的升降。全渗期的真空度在7~53kPa范围内变化。
        渗后在较高的真空度中保温一定时间, 使渗层达至咖期的深度和氮浓度, 然后炉冷。采用脉冲法渗氮, 利用炉气压力周期性升降所产生的物理搅拌作用, 取代或补充了机械境拌, 使氮化效果和渗层均匀性比原恒压法大为提高。
        摇架胶木手柄真空氮化工艺的控制参数是: 氮化温度、保温时lhJ、炉气压力和供氨量。为找出适合子该模具真空氮化处理的工艺参数, 摇架胶木手柄在30kw 井式真空炉中进行了正交试验。试样尺寸为mm:20X20X7。交试验极差分析图。可看出, 氮化温度、保温时间和炉气压力的影响较大, 而供氨量的影响较小。耐磨试验在MM一20型磨损试验机上进行。
        摩擦方式为机油润滑的滑动摩擦; 对磨材料为GCrl5(HRC63)。摩擦条件为: 正压力294N ; 对磨试样转速200r/mi爪以相同磨损时间下的磨痕宽度大小来评定其耐磨性。为经过A工艺处理与在A工艺基础上再经真空氮化两种试样的磨损时间与磨痕宽度的关系。
        可见, 后者的耐磨性高于前者。这是由于氮化层中合金氮化物有较高的硬度, 致使真空氮化后的表面有较优的耐磨性。艺处理试样的摩擦系数较大,且摩擦系数较明显增大时所经过的时间远比真空氮化的试样为短。
        这就意味着真空氮化试样其抗粘着性能得到改善, 即杭咬合性能提高。这一方面是由于氮化层的形成避免了摩擦偶件的直接接触,故降低了摩擦系数, 减少了摩擦热,推迟了因为摩擦热而引起的咬合现象;另一方面是由摇架胶木手柄千氮化层中合金氮化物呈高度弥散分布状态,提高了抗磨损能力,故有利千提高工件的抗咬合性。按照上述试验和测试结果,摇架胶木手柄成型模具经真空氮化处理后投产应用。
        以40一件/min的速度工作厂冷压5000件仍未出现表面拉毛现象,比原未经真空氮化每个模具冷压200件即告失效的使用寿命,提高了25倍,工作过程中亦无需对其进行修磨, 因此经济效益十分明显。
        (1) 公1碗砰钢经真空氮化处理后,其耐磨性及抗咬合性均有明显提高,因此经真空氮化处理的摇架胶木手柄成型模的使用寿命能大大得到提高。
        (2）为提高CrlZMoV 钢模具的耐磨性和抗咬合性, 其真空氮化较合理的工艺参数为:510℃xsh,炉压7一53kPa,供氨量70L/h。