TD热处理的工艺特点及优势作者:安徽大新工业炉 来源:本站原创 发布:2018年9月30日 修改:2018年9月30日 所属分类:新闻中心 访问统计:2158 TD分类按工艺特点可分硼砂熔盐法和 电解法。目前在全球范围内比较成熟,应用得比较广的是硼砂熔盐法。电解法目前仍处于实验室状态,其量产需假以时日。按渗入材料又可分为 渗钒(V)、渗铬(Cr)、渗铌(Nb)、渗钛(Ti)、渗铱(Ir)、渗钽(Ta)和各种元素间的多元共渗。基于其工艺的成熟度、成本和使用效果,渗V或VNb共渗zui为可取。 TD处理的温度通常在850~1050℃之间,核心工艺在940~960℃之间,不同的材料有不同的处理温度。正常的加工周期为核心工序约12~20小时,全部工序大约为40~60小时之间。
凡事应该有个度,TD层也并非越厚越好,通过多年的研发和应用得出的结论是合适zui好。如果TD层太薄,其耐磨程度会降低,如太厚,则又容易出现剥离(起皮)的现象。我们建议把TD层做到8~12µmzui好。从应用角度(确保其耐磨性)出发,TD层的厚度只要在10µm左右就足以满足生产的使用。
从理论上讲,TD的表面硬度做得越高越好。各国对TD的表面硬度都没有一个刚性的指标要求。不同的工艺(渗入金属元素的种类不同)其表面硬度也存在一定的差异,从应用的角度来看表面硬度只要能达到1800HV以上即可满足生产的要求。TD处理中的基体硬度不是用来耐磨的,而是用来支撑TD层的刚性的。基体硬度跟工况有关,如果工作载荷大、对工件的韧性要求较高就把基体硬度做低,反之就可以尽量做高,总之就是在韧性和耐磨间寻求一种平衡。
如果在用户没有T殊要求的情况下,建议将基体硬度做到58~64HRC之间比较适宜。在实际应用中,被加工材料的硬度较高,建议尽量做高基体硬度。反之,就可以降低基体硬度。
TD完全可以反复处理,重复处理的次数完全取决于工件中碳的含量,但经过D三次TD后的使用效果会递减。如果工件大的话可重复处理的次数就多,反之就少。工件经反复处理后通常情况下会产生贫碳区,其工件中的碳含量低于0.45%时(T别是工作部位)就不足以支撑其与T殊熔盐中的金属原子产生化学反应,这样TD层的形成质量和形成难度就会受到影响。因此建议稍大一点的工件(直径大于Φ100mm)zui多可反复做4次TD。
从理论上讲,全世界没有不变形的热处理或表面处理,TD也一样,这也是TD的不足。只不过是TD在如此高温度下处理其变形量应该算zui小的。实践中可以通过预留尺寸来弥补。但麻烦的是,TD处理的变形量针对全部金属材料并没有一个通用的、准确的计算公式。目前针对china的模具材料摸索出的比较平均的变形量大约≤0.05‰,如果只针对于同一炉次的材料和质量比较稳定的进口材料通过工艺试验的方法就可以精确地控制在0.01~0.03mm之内。
影响TD变形的主要因素很多,但主要有材料的影响:如材质、轧制质量、纤维方向(棒材、板材、锻件)等;其次是TD前的热处理工艺和质量,T别是组织应力和热应力的消除情况。
TD其实就是一个完整的热处理过程。不管TD前的工件的基体硬度有多高,TD处理前还需要热处理。以下下列热处理方式可以直接做TD:渗碳、普通厢式电炉、普通井式电炉、中性盐浴炉、真空淬火、表面感应淬火、表面激光淬火。这对TD层的硬度形成并无明显影响。
除上述热处理方式外其他的热处理方式如:渗氮(QPQ)、渗硼、各种化学镀、PVD、CVD、PCVD等将热处理方式都不能直接做TD,需除去表面硬化层以后才可以做TD,该工艺非常简单,成本不高,周期不长。但仍然建议客户在TD前应该至少给工件淬火,其理由是:
(1)可以**工件磨削加工的光洁度;
(2)有基体硬度可以支撑试模;
(3) 可以降低TD处理的变形量;
(4)材料的锻造缺陷可及时发现;
(5)降低物流中工件撞伤的几率。
受目前的设备大小的影响,适合TD工艺加工的产品也有尺寸的限制。目前国内**TD供应商成都金品科技有限公司设备所配坩埚的zui大尺寸为Φ620×900mm,可加工的产品的zui大尺寸为≤Φ560×600mm的工件,本公司已加工的zui大的工件为Φ530×100mm。在国外有记录的加工过的产品也低于Φ500mm以下。在此建议TD的工件zui好小于Φ450mm以下,过大的工件可选择其他热处理方式。
TD采用了硼砂作为载体,而硼砂的熔点约为740℃,分解温度约1530℃,而TD的工作温度在850℃~1000℃。 同时,硼砂本身无色、无味、无毒,还是重要的药用消毒原料。因此,使用硼砂作为载体,在生产过程中不产生任何公害,无需投入任何hb设施。 通过多年的生产检验,TD处理的工件,寿命平均提高10倍以上,可减少10次常规热处理,JN效果十分明显。TD处理的工艺要注意以下事项:
(1)盐浴的成分和配方:用硼砂熔盐作为载体,使工件难于清洗,用中性盐浴作为载体易使盐浴产生偏析从而影响渗层质量甚至渗不上金属碳化层;
(2)工艺:硼砂熔盐渗金属工序多、周期长,如果工艺采用不得当会造成:
①化盐工艺不当,化盐的温度和工艺是盐浴成份的保障,盐浴成份是渗金属质量的保障;
② 工件开裂;
③工件变形超差不能满足工艺要求;
④渗层质量,如厚度、硬度、渗层的均匀性、产生剥离现象等;
⑤清洗,长期以来TD的清洗一直属于行业性难题。
TD技术工艺严格意义上讲市场上并无竞争对手,其它的金属材料表面处理技术如:化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、物理化学气相沉积(PCVD)、虽然也可获得与本产品相近的表面硬度,但与经过TD处理后的产品比起来尚有如下不足:
(1) 其镀层与基体非冶金结合,硬化层抗剥离性不够;
(2) 工件是在真空炉中镀覆,因此工件的绕镀性不好,硬化层不均匀。而本产品是在盐浴中进行表面改性处理,因此,硬化层均匀、致密;
(3)由于设备受限,该项技术不能对大尺寸的工件进行加工;
(4)该技术投资大,价格高,与本产品相比毫无成本优势。 上一文章:29米长钢带式不锈钢光亮炉正式开建 |
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