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冲压模具钢渗碳工艺详解：钢的渗碳处理的方法，常见六大缺陷解析帮你提高渗碳件质量

　　冲压模具渗碳工艺详解：钢的渗碳处理处理的方法，常见五大缺陷解析帮你提高渗碳件质量

　　冲压模具钢的渗碳处理概述

　　冲压模具钢渗碳工艺：将模具钢件置于具有足够碳势的介质中加热到奥氏体状态并保温，使其表层形成一个富碳层的热处理工艺。

　　碳势：纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时的表面含碳量。

　　渗碳主要目的：是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时保持心部具有一定强度和良好的塑性与韧性。

　　渗碳只能改变零件表面的化学成分，要使零件获得外硬内韧的性能，渗碳热处理后还必须进行淬火加低温回火，来改善钢的强韧性和稳定零件的尺寸。根据工件的成分、形状和力学性能等，渗碳后采用其他热处理方法增强渗碳效果。

　　一、冲压模具钢硬度低

　　残余奥氏体量多是造成冲压模具硬度低的原因之一,渗碳层中的残余奥氏体量多常是由于渗碳温度过高因而表面碳浓度过高的缘故,造成冲压模具硬度低的另一原因是表面碳浓度低,造成表面碳浓度低的原因是:渗碳温度过低；渗碳气体流量小；真空淬火油中吸收了多量的空气；其他油类,例如油缸油大量混进真空淬火油中等。

　　1.渗碳过程碳浓度过高

　　1）.渗碳过程碳浓度过高产生原因及危害

　　如果渗碳时急剧加热，温度又过高或固体渗碳时用全新渗碳剂，或用强烈的催渗剂过多都会引起渗碳浓度过高的现象。随着碳浓度过高，工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。由于这种硬脆组织产生，使渗碳层的韧性急剧下降。并且淬火时形成高碳马氏体，在磨削时容易出现磨削裂纹。

　　2）.渗碳过程碳浓度过高防止的方法

　　①不能急剧加热，需采用适当的加热温度，不使钢的晶粒长大为好。如果渗碳时晶粒粗大，则应在渗碳后正火或两次淬火处理来细化晶粒。

　　②严格控制炉温均匀性，不能波动过大，在反射炉中固体渗碳时需特别注意。

　　③固体渗碳时，渗碳剂要新、旧配比使用。催渗剂最好采用4—7%的BaCO3，不使用Na2CO3作催渗剂。

　　

　　渗碳过程碳浓度过低　　

　　⒈ 渗碳过程碳浓度过低产生的原因及危害

　　温度波动很大或催渗剂过少都会引起表面的碳浓度不足。最理想的碳浓度为0.9—1.0%之间，低于0.8%C，零件容易磨损。

　　

　　⒉ 渗碳过程碳浓度过低防止的方法

　　① 渗碳温度一般采用920—940℃，渗碳温度过低就会引起碳浓度过低，且延长渗碳时间；渗碳温度过高会引起晶粒粗大。

　　② 催渗剂(BaCO3)的用量不应低于4%。

　　

　　二、渗碳层深度达不到技术条件要求

　　造成冲压模具渗碳层深度超过要求的原因是渗碳温度高或渗碳时间长,深度低于技术条件要求的原因是渗碳温度低或渗碳时间短。

　　三、冲压模具本身渗碳层不均匀

　　造成这种情况的原因可能是:渗碳气中混入了空气；没采用脉冲渗碳方式；渗碳气压力过低；装炉量过多过密；渗碳气纯度低,产生了较多的炭黑等。

　　1.渗碳后表面局部贫碳

　　1）.渗碳后表面局部贫碳产生的原因及危害

　　固体渗碳时，木炭颗粒过大或夹杂有石块等杂质，或催渗剂与木炭拌得不均匀，或工件所接触都会引起局部无碳或贫碳。工件表面的污物也可以引起贫碳。

　　

　　2）.渗碳后表面局部贫碳防止的方法

　　① 固体渗碳剂一定要按比例配制，搅拌均匀。

　　② 装炉的工件注意不要有接触。固体渗碳时要将渗碳剂捣实，勿使渗碳过塌而使工件接触。

　　③ 却除表面的污物。

　　2.渗碳浓度加剧过渡

　　1）.渗碳浓度加剧过渡产生的原因及危害

　　渗碳浓度突然过渡就是表面与中心的碳浓度变化加剧，不是由高到低的均匀过渡，而是突然过渡。产生此缺陷的原因是渗碳剂作用很强烈(如新配制的木炭，旧渗碳剂加得很少)，同时钢中有Cr、Mn、Mo等合金元素是促使碳化物形成强烈，而造成表面高浓度，中心低浓度，并无过渡层。产生此缺陷后造成表里相当大的内应力，在淬火过程中或磨削过程中产生裂纹或剥落现象。　　

　　2）.渗碳浓度加剧过渡防止的方法

　　渗碳剂新旧按规定配比制，使渗碳缓和。用BaCO3作催渗剂较好，因为Na2CO3比较急剧。

　　四、炭黑多,冲压模具上也附着有炭黑

　　在渗碳过程中产生了多量的炭黑时,可能造成加热器与炉体、加热器与加热器间的电短路,加重设备的维修工作量；使冲压模具的小孔堵塞,渗碳层不均匀,加大清除零件表面炭黑的工作量。

　　五、冲压模具的光亮度恶化

　　冲压模具在真空渗碳并气冷后出炉时应呈银白色,如果出炉时零件的光亮度恶化,原因可能是:炉子产生了较大的泄漏；真空淬火油中混入了较多的空气；冷却气体(例如氮气)纯度不高,其中含有较多的氧气；较多的油缸油混入到真空淬火油中等。

　　

　　六、磨加工时产生回火及裂纹　　

　　⒈ 磨加工时产生回火及裂纹产生的原因

　　渗碳层经磨削加工后表面引起软化的现象，称之为磨加工产生的回火。这是由于磨削时加工进给量太快，砂轮硬度和粒度或转速选择不当，或磨削过程中冷却不充分，都易产生此类缺陷。这是因为磨削时的热量使表面软化的缘故。磨削时产生回火缺陷则零件耐磨性降低。

　　表面产生六角形裂纹。这是因为用硬质砂轮表面受到过份磨削，而发热所致。也与热处理回火不足，残余内应力过大有关。用酸浸蚀后，凡是有缺陷部位呈黑色，可与没有缺陷处区别开来。这是磨削时产生热量回火。使马使体转变为屈氏体组织的缘故。其实，裂纹在磨削后肉眼即可看见。

　　

　　2）.磨加工时产生回火及裂纹防止的方法

　　

　　① 淬火后必须经过充分回火或多次回火，消除内应力。

　　

　　② 采用40~60粒度的软质或中质氧化铝砂轮，磨削进给量不过大。

　　

　　③ 磨削时先开冷却液，并注意磨削过程中的充分冷却。