渗氮与软氮化在模具表面强化的应用真的忽视不得！！！

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1、概述
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在紧固件企业大部分冷作模具，如牙板、主模、束模、上冲、沉头、花齿、三角模、介子模和冲模等改用钨钴钢制造，提高了使用寿命，但由于合金工具钢模具的价格优势仍然存在，还有一定的市场地位。众所周知，渗氮与软氮化技术作为一种模具表面强化处理手段，已应用于各类紧固件模具生产中，从而对提高模具使用寿命起到了积极的作用。

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0 D3 u$ F- {4 {; X! b渗氮，俗称氮化。通常指把已调质处理的模具放在含氮的介质（如氨气）中，在500～540℃保持适当的时间，使介质分解而生成的活性氮原子渗入模具表面层，获得一定厚度的白亮层和一定深度的扩散层，以增加其硬度、耐磨性和抗蚀性的化学热处理工艺。
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氮碳共渗。在渗氮介质中添加适量（微量）的弱渗碳剂，使模具在渗氮的同时，渗入微量的碳原子，这种以渗氮为主、渗碳为辅的化学热处理工艺，俗称软氮化。
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# w* o/ ~2 A( c( V- R9 K值得强调的是：软氮化获得的表面硬度并不软，且因其在渗氮层（包括白亮层和扩散层）内渗入了微量的碳原子，不仅提高了渗速，还一定程度上降低了白亮层的脆性。因此，在目前的模具生产中，应用纯氨渗氮的硬渗氮已很少采用。
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2、氮碳共渗与渗氮的不同

氮碳共渗（软氮化）与渗氮（氮化）不同之处在于：前者处理过程中介质中添加了含碳物质（弱的渗碳剂），其分解出来的碳可以溶入氮化物相中，适度的碳可以提高化合物层的硬度，减小其脆性。如今，用得比较普遍的碳元素添加剂，如二氧化碳、甲酰胺和甲醇（或乙醇）等。需要注意的是：二氧化碳将提高炉气的氮势；而甲醇则降低炉气的氮势。

为此，氮碳共渗（软氮化）与渗氮（氮化）的区别应关注以下三点：
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; b! Y! G3 H8 t+ u( ]) O① 工艺时间问题。软氮化的时间较短，有的保温3～5h, 1～4h,还有5～7h的等。
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② 渗入元素问题。凡是同时渗入C和N，且以渗氮为主的，应为氮碳共渗（即软氮化）；而单纯渗入N的元素，则应为渗氮或称为氮化。
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③ 工艺温度有所不同。

: n- k* f. n$ k3 C$ i9 ma、从工艺时间来看，前者多用于3～5h的模具,后者用于时间大于10 h的情况。
b、从渗层深度看，前者的深度小于后者，后者的深度应远远大于前者，多数用于层深大于0.30mm的模具。
c、从工艺温度看，前者多在550℃左右进行；后者一般在较低温度（如480～520℃）下进行。
d、从使用的渗剂及渗入元素上看，前者则使用的渗剂以氨气为主，另添加弱的渗碳剂，渗入元素也是以氮原子为主，同时渗入少许碳原子；而后者多采用纯氨渗氮，使模具表面渗入单一的氮原子。
e、从应用范围上看，前者广泛用于碳素结构钢、合金结构钢、高碳高铬工具钢、高合金模具钢等；后者主要用于氮化专用钢（如38CrMoAlA、38CrAlA、38CrWVAl等）。
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3、氮碳共渗在模具中的应用

目前，氮碳共渗（软氮化）表面强化技术被广泛应用于各种不同类型的模具之中。对热锻模可进行短时间氮碳共渗（软氮化）或渗氮（氮化）处理。经处理后的模具表面减轻了与锻件的摩擦，使相对滑动性更加良好。模具人杂志微信:mojurenzazhi 不易产生黏附、咬合、热胶着现象，提高了热锻模的抗氧化性、耐热疲劳特性及耐磨性；且经短时渗氮或软氮化的热锻模，还可以进行修磨后的重复渗氮或软氮化，兼有消除应力的松弛化稳定处理作用。这样，可以大幅度提高热锻模使用寿命。有文献报道，可使4Cr5MoVSi（H11）热锻模寿命提高3～10倍。
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5 U8 H( o9 J% C! U& z  @9 m& A无论是3Cr2W8V钢，还是4Cr5MoV1Si（H13）钢，预处理均采用淬火1020～1050℃淬火，560～600℃两次回火（后者取下限），硬度在40～45HRC，热处理后再进行软氮化处理，表面形成了一层很浅的氮化膜、10μm左右的氮碳化合物层及一定深度的扩散层，表面硬度达900～1200HV左右；同时，模具表面附近还可形成900Mpa以上的压应力，这将大大降低了粘模倾向，增加了耐磨性、抗蚀性和抗热疲劳特性，有效地降低了冷热循环时产生疲劳裂纹的几率，可大大降低修模频次，从而显著提高模具的使用寿命。

一般而言，冷作模具如主模、束模、上冲、沉头、花齿、三角模、介子模和冲模等需要耐磨耗、耐冲击作用，改用钨钴钢，并不适合做氮化或软氮化处理。但凡事都有例外，如顶杆、缩杆、沉头、花齿等冷作模、冲裁模以及搓丝板等用合金钢和Cr12MoV、LD和DC53钢滚丝轮，均可进行氮碳共渗（软氮化）处理。这类模具以浅、无白亮层的短时渗氮或软氮化处理为宜，且可以采用修磨后重复渗氮处理。
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4 y% D% M; c$ t0 _5 {以及介绍的氮碳共渗（软氮化）与渗氮（氮化）在模具上的应用，在生产现场运用，需要大量的实践和验证。本文作为抛砖引玉的目的，以供技术交流，不当之处请批评指正。

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