模具钢材常用渗氮及氮碳共渗技术的超强优势体现

化学热处理是模具在特定介质中，加热到适当温度进行保温，使介质中产生某种或某几种元素的原子，这些原子被模具钢材吸收，并向内部扩散（渗入），从而使模具在一定深度的表层发生化学成分及组织的变化。以此提高模具的耐磨性、抗咬合性、疲劳强度、抗氧化性、抗腐蚀性等力学性能或提高其物理、化学性能的热处理技术。

在化学热处理中，渗氮及氮碳共渗技术是模具钢最常用的强化工艺。该工艺最大优点是处理温度低（一般是500～600℃），热处理变形小，生成的氮化物层很硬，耐磨性特别高，耐蚀性、耐热性和疲劳强度也较理想。

    (1)渗氮：渗氮方法分为气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮、离子渗氮等。气体渗氮处理时间较长，气体消耗量大，且渗氮层显示脆性，对承受大负荷的模具表面常出现裂纹和脆皮剥落；盐浴渗氮温度低、时间短、模具变形小，但盐浴或盐浴反应产物有一定毒性，需考虑盐浴的危害及防止措施；离子渗氮速度快，而且可以通过改变处理参数而达到最好的渗氮层组织及所需的性能，表面质量好，易于局部防渗氨处理，无公害。因此，离子渗氨被广泛应用于模具。

    (2)氮碳共渗：氮碳共渗主要渗入元素是氮，氮碳共渗的渗氮加热温度高(通常560～580℃)、保温时间短(3～5h)、渗层较薄(0.3mm左右)、生产率高。模具常采用氮碳共渗，氮碳共渗后模具表面耐磨性显著提高，而且渗层韧性也较高，适用于各类模具钢。

氮碳共渗可以使高速钢和基体钢的耐磨性提高2～5倍，使模具寿命大幅度提高。如Wl8Cr4V钢制冷挤压模具，经560℃，1.5h气体氮碳共渗处理后模具平均寿命由2～3万件提高到7.5万件；LD钢制螺栓二序冷镦模具，常规处理后硬度为60～63HRC，经550℃、5h固体氮碳共渗处理，冷镦模具表层硬度1105HV，过渡层硬度830HV，模具寿命由常规熟处理的12.3万件提高到29.6万件，失效形式是疲劳微裂纹。3Cr2W8V钢及4Cr5MoSiVl钢制作的热挤压模具、铝型材压铸模具等采用正常淬、回火后加氮碳共渗处理，模具寿命与未经氮碳共渗比较显著提高。

根据渗入元素的不同，模具的化学热处理可分为渗碳、渗氮、碳氮其渗、氮碳共渗、渗硫、硫氯共渗、渗硼、碳、氧、硼三元其渗、硫、氮、碳三无共渗、渗金属（渗铝、渗铬、渗钒、渗锌或多元金属共渗）等。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部

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