在大口徑鋼管用材工藝中，滲碳工藝應(yīng)用于冷、熱作和塑料模具表面強(qiáng)化中,都能提高模具壽命。如3Cr2W8V鋼制的壓鑄模具,先滲碳、再經(jīng)1140～1150℃淬火,550℃回火兩次,表面硬度可達(dá)HRC56～61,使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8～3.0倍。進(jìn)行滲碳處理時(shí),主要的工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲碳和在滲碳?xì)夥罩屑尤氲匦纬傻奶嫉矟B等。其中,真空滲碳和離子滲碳則是近20年來發(fā)展起來的技術(shù),該技術(shù)具有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形小等特點(diǎn),將會(huì)在模具表面尤其是精密模具表面處理中發(fā)揮越來越重要的作用。
這一類型中包括滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫氮共滲以及硫碳氮、氧氮硫三元共滲等方法。這些方法處理工藝簡便、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)滲溫度較低(一般為480～600℃)、工件變形小,尤其適應(yīng)精密模具的表面強(qiáng)化,而且氮化層硬度高、耐磨性好,有較好的抗粘模性能。
3Cr2W8V鋼壓鑄模具,經(jīng)調(diào)質(zhì)、520～540℃氮化后,使用壽命較不氮化的模具提高2～3倍。美國用H13鋼制作的壓鑄模具,不少都要進(jìn)行氮化處理,且以滲氮代替一次回火,表面硬度高達(dá)HRC65～70,而模具心部硬度較低、韌性好,從而獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。氮化工藝是壓鑄模具表面處理常用的工藝,但當(dāng)?shù)瘜映霈F(xiàn)薄而脆的白亮層時(shí),無法抵抗交變熱應(yīng)力的作用,極易產(chǎn)生微裂紋,降低熱疲勞抗力。因此,在氮化過程中,要嚴(yán)格控制工藝,避免脆性層的產(chǎn)生。最近,國外提出采用二次和多次滲氮工藝。
