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| 無毒鹽浴氮化技術在鋁型材擠壓模處理中的應用實踐 |
| 來源：中國鋁材信息網(wǎng)，更新時間：2007-5-10 11:56:22，閱讀：
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1 鋁型材模具氮化的現(xiàn)狀與新技術
近年來，隨著我國經濟的迅猛發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的提高，各類工業(yè)用和民用鋁材得到了大量的應用。在廠家生產規(guī)模不斷擴大的過程中，許多廠家遇到模具氮化這一技術瓶頸。由于型材模具在使用過程中處于高溫高壓狀態(tài)，這對模具的表面質量提出了較高的要求。以往鋁型材廠家一直使用氣體氮化技術對模具進行處理，但處理后其氮化層厚度及抗剝削能力均不很理想。國內一些公司一直致力于新的氮化技術的推廣應用，其中無毒鹽浴氮化技術是新推廣的技術之一。無毒鹽浴氮化技術是近幾年發(fā)展起來的一門新技術，該技術繼承和發(fā)揚國外無毒鹽浴氮化技術在鋁型材擠壓模處理中的應用實踐的技術優(yōu)點，同時針對我國的具體情況進行了適當?shù)母倪M與調整，使之更加適應于我國鋁型材行業(yè)對模具氮化的需求。經過幾年的努力．該技術已在鋁型材行業(yè)中得到了廣泛的應用。
鋁型材擠壓模在擠壓力大、溫度高的條件下使用，且承受著強烈的摩擦。它的主要失效形式是摩損、開裂、氮化層剝離及疲勞破壞。針對這種惡劣的工況條件，國內許多廠家采用優(yōu)質的熱模鋼H13(O．35％C，5％Cr，1，5％Mo，l％V，1％si)來制作模具，這種鋼抗回火能力較強，在995—1010℃淬火，550℃回火以后，硬度保持在48—52HRCLIJ。由于模具工作環(huán)境的特殊性，采用氣體氮化很難處理好表面硬度、滲層厚度與滲層抗剝離之間的關系以及氮化質量的不穩(wěn)定性。目前，國內采用氣體氮化法處理的模具的平均通料量僅為2—5噸。采用鹽浴法后，模具氮化質量普遍提高，型材的通料量
成倍增加，特別是型材的表面粗糙度得到了極大的改善，提升了型材的市場競爭力。對于連續(xù)氮化方式，鹽浴法更節(jié)能，大大地降低了鋁型材的單位成本。
2 氮化設備的組成
全套的鹽浴氮化設備包括預熱爐，氮化爐，深處理爐，清洗水槽及起吊設備等，這些設備組成了一條基本的氮化流水線。對于擠壓機擠壓力在80MN以內的鋁材生產廠家，我們推薦使用坩堝直徑為400MM的氮化爐，功率在18kw左右．這樣比較經濟，相應的深處理爐為500MM坩堝直徑，功率在24kw左右。對擠壓機擠壓力在80MN以上的鋁材生產廠家，我們推薦的氮化爐為坩堝直徑為500mn的氮化爐，功率在24kw左右，相應的深處理爐為600MM坩堝直徑，功率在36kw左右的爐子。
預熱爐的作用是烤干工件表面的水份并使工件升溫。這樣不僅提高了氮化速度，也防止將水份帶入爐內引起鹽浴飛濺的危險。預熱爐一般采用空氣爐。
工件的氮化處理是在氮化爐中進行的。由氮化鹽浴中氰酸根的分解產生活性氮原于，在金屬表面形成耐度性和抗蝕性很高的氮化層和耐疲勞的擴散層。氮化時間越長，氮化層越厚，但氮化層過厚會產生脆性。
深處理爐的主要作用是使工件表面的氰酸根被中和．徹底消除公害，同時，在工件表面形成一層氧花膜，提高工件的抗蝕性，也提高了工件的性能。
3 氮化工藝簡介
對于鋁型材模具，我們推薦以下氮化工藝藝過程如下：
裝料一預熱一氮化一深處理一清洗一拋光上油
裝料前一般應將模具清洗干凈，不能將鐵屑、鋁材等帶入爐內。預熱的時間一般不宜過長，控制在20-30分鐘，溫度控制在300～400℃。預熱完成后，將料筐連同模具吊入氮化爐中，此前，氮化爐中鹽浴應充分熔化并攪拌均勻，鹽溫控制在570—580t之間。模具放人后，往氮化鹽浴中通入一定量的空氣，通氣量通常為6～12L／min。模具的保溫溫度為555～565℃之間，保溫時間為3小時20分鐘。氮化完成后將模具吊出放入深理爐中處理，深處理爐中鹽浴溫度控制在320340~C之間，模具處理時間控制在3—10分鐘。于模具溫度較高，模具進入深處理爐后，鹽浴溫度會升高到400℃以上，此時會產生大量的氣泡，注意防止鹽浴泡沫溢出。工序完成后，將模具吊深處理爐并吊入水槽中清洗。
4 注意事項
在氮化過程中要注意以下幾個問題：(1)氯化鹽浴中氰根離子濃度的控制。對多次氮化處理后，氮化鹽浴中的氰根離子會降低，我們采用添加調整鹽的方法來進行調整離子的濃度。調整鹽添加視氮
化爐中氮化鹽量的多少及離子濃度的高低來進行，經驗添加量為每次250～500g／(150kg氮化鹽)。必要的時候可以通過測定鹽浴中的氰根離子濃度來決定調整鹽的添加量。(2)氮化層表面的松散層的控制。對于表面松散層，可以通過對氮化爐經常撈渣及適當調整氮化爐爐溫及鹽浴溫度等措施來改善模具拋光時選用金相砂紙來拋光，鋁型材模具經過三次氮化后，其硬度，氮化層厚度及氮化層抗剝離能力都達到了相當理想的狀態(tài)氮化成本與環(huán)保問題
5 氮化成本與環(huán)保問題
氮化過程中消耗—定的電能、設備折舊，廠房折舊，加上添加一定的調整鹽及消耗的人工等，這些構成了氮化的總成本。實踐證明噸模具的氮化成本非常低。模具經過深處理后，模具上殘留的氮化
鹽中的氰根離子被氧化，經水清洗后，殘留的鹽完全可以被清洗干凈，清洗水完全符合國家的排放標準，可直接排放。 |
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