TD熱處理的工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)作者:安徽大新工業(yè)爐 來(lái)源:本站原創(chuàng) 發(fā)布:2018年9月30日 修改:2018年9月30日 所屬分類:新聞中心 訪問(wèn)統(tǒng)計(jì):2024 TD分類按工藝特點(diǎn)可分硼砂熔鹽法和 電解法。目前在全球范圍內(nèi)比較成熟,應(yīng)用得比較廣的是硼砂熔鹽法。電解法目前仍處于實(shí)驗(yàn)室狀態(tài),其量產(chǎn)需假以時(shí)日。按滲入材料又可分為 滲釩(V)、滲鉻(Cr)、滲鈮(Nb)、滲鈦(Ti)、滲銥(Ir)、滲鉭(Ta)和各種元素間的多元共滲;谄涔に嚨某墒於、成本和使用效果,滲V或VNb共滲zui為可取。 TD處理的溫度通常在850~1050℃之間,核心工藝在940~960℃之間,不同的材料有不同的處理溫度。正常的加工周期為核心工序約12~20小時(shí),全部工序大約為40~60小時(shí)之間。
凡事應(yīng)該有個(gè)度,TD層也并非越厚越好,通過(guò)多年的研發(fā)和應(yīng)用得出的結(jié)論是合適zui好。如果TD層太薄,其耐磨程度會(huì)降低,如太厚,則又容易出現(xiàn)剝離(起皮)的現(xiàn)象。我們建議把TD層做到8~12µmzui好。從應(yīng)用角度(確保其耐磨性)出發(fā),TD層的厚度只要在10µm左右就足以滿足生產(chǎn)的使用。
從理論上講,TD的表面硬度做得越高越好。各國(guó)對(duì)TD的表面硬度都沒(méi)有一個(gè)剛性的指標(biāo)要求。不同的工藝(滲入金屬元素的種類不同)其表面硬度也存在一定的差異,從應(yīng)用的角度來(lái)看表面硬度只要能達(dá)到1800HV以上即可滿足生產(chǎn)的要求。TD處理中的基體硬度不是用來(lái)耐磨的,而是用來(lái)支撐TD層的剛性的。基體硬度跟工況有關(guān),如果工作載荷大、對(duì)工件的韌性要求較高就把基體硬度做低,反之就可以盡量做高,總之就是在韌性和耐磨間尋求一種平衡。
如果在用戶沒(méi)有T殊要求的情況下,建議將基體硬度做到58~64HRC之間比較適宜。在實(shí)際應(yīng)用中,被加工材料的硬度較高,建議盡量做高基體硬度。反之,就可以降低基體硬度。
TD完全可以反復(fù)處理,重復(fù)處理的次數(shù)完全取決于工件中碳的含量,但經(jīng)過(guò)D三次TD后的使用效果會(huì)遞減。如果工件大的話可重復(fù)處理的次數(shù)就多,反之就少。工件經(jīng)反復(fù)處理后通常情況下會(huì)產(chǎn)生貧碳區(qū),其工件中的碳含量低于0.45%時(shí)(T別是工作部位)就不足以支撐其與T殊熔鹽中的金屬原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),這樣TD層的形成質(zhì)量和形成難度就會(huì)受到影響。因此建議稍大一點(diǎn)的工件(直徑大于Φ100mm)zui多可反復(fù)做4次TD。
從理論上講,全世界沒(méi)有不變形的熱處理或表面處理,TD也一樣,這也是TD的不足。只不過(guò)是TD在如此高溫度下處理其變形量應(yīng)該算zui小的。實(shí)踐中可以通過(guò)預(yù)留尺寸來(lái)彌補(bǔ)。但麻煩的是,TD處理的變形量針對(duì)全部金屬材料并沒(méi)有一個(gè)通用的、準(zhǔn)確的計(jì)算公式。目前針對(duì)china的模具材料摸索出的比較平均的變形量大約≤0.05‰,如果只針對(duì)于同一爐次的材料和質(zhì)量比較穩(wěn)定的進(jìn)口材料通過(guò)工藝試驗(yàn)的方法就可以精確地控制在0.01~0.03mm之內(nèi)。
影響TD變形的主要因素很多,但主要有材料的影響:如材質(zhì)、軋制質(zhì)量、纖維方向(棒材、板材、鍛件)等;其次是TD前的熱處理工藝和質(zhì)量,T別是組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的消除情況。
TD其實(shí)就是一個(gè)完整的熱處理過(guò)程。不管TD前的工件的基體硬度有多高,TD處理前還需要熱處理。以下下列熱處理方式可以直接做TD:滲碳、普通廂式電爐、普通井式電爐、中性鹽浴爐、真空淬火、表面感應(yīng)淬火、表面激光淬火。這對(duì)TD層的硬度形成并無(wú)明顯影響。
除上述熱處理方式外其他的熱處理方式如:滲氮(QPQ)、滲硼、各種化學(xué)鍍、PVD、CVD、PCVD等將熱處理方式都不能直接做TD,需除去表面硬化層以后才可以做TD,該工藝非常簡(jiǎn)單,成本不高,周期不長(zhǎng)。但仍然建議客戶在TD前應(yīng)該至少給工件淬火,其理由是:
(1)可以**工件磨削加工的光潔度;
(2)有基體硬度可以支撐試模;
(3) 可以降低TD處理的變形量;
(4)材料的鍛造缺陷可及時(shí)發(fā)現(xiàn);
(5)降低物流中工件撞傷的幾率。
受目前的設(shè)備大小的影響,適合TD工藝加工的產(chǎn)品也有尺寸的限制。目前國(guó)內(nèi)**TD供應(yīng)商成都金品科技有限公司設(shè)備所配坩堝的zui大尺寸為Φ620×900mm,可加工的產(chǎn)品的zui大尺寸為≤Φ560×600mm的工件,本公司已加工的zui大的工件為Φ530×100mm。在國(guó)外有記錄的加工過(guò)的產(chǎn)品也低于Φ500mm以下。在此建議TD的工件zui好小于Φ450mm以下,過(guò)大的工件可選擇其他熱處理方式。
TD采用了硼砂作為載體,而硼砂的熔點(diǎn)約為740℃,分解溫度約1530℃,而TD的工作溫度在850℃~1000℃。 同時(shí),硼砂本身無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒,還是重要的藥用消毒原料。因此,使用硼砂作為載體,在生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生任何公害,無(wú)需投入任何hb設(shè)施。 通過(guò)多年的生產(chǎn)檢驗(yàn),TD處理的工件,壽命平均提高10倍以上,可減少10次常規(guī)熱處理,JN效果十分明顯。TD處理的工藝要注意以下事項(xiàng):
(1)鹽浴的成分和配方:用硼砂熔鹽作為載體,使工件難于清洗,用中性鹽浴作為載體易使鹽浴產(chǎn)生偏析從而影響滲層質(zhì)量甚至滲不上金屬碳化層;
(2)工藝:硼砂熔鹽滲金屬工序多、周期長(zhǎng),如果工藝采用不得當(dāng)會(huì)造成:
①化鹽工藝不當(dāng),化鹽的溫度和工藝是鹽浴成份的保障,鹽浴成份是滲金屬質(zhì)量的保障;
② 工件開裂;
③工件變形超差不能滿足工藝要求;
④滲層質(zhì)量,如厚度、硬度、滲層的均勻性、產(chǎn)生剝離現(xiàn)象等;
⑤清洗,長(zhǎng)期以來(lái)TD的清洗一直屬于行業(yè)性難題。
TD技術(shù)工藝嚴(yán)格意義上講市場(chǎng)上并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,其它的金屬材料表面處理技術(shù)如:化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)、雖然也可獲得與本產(chǎn)品相近的表面硬度,但與經(jīng)過(guò)TD處理后的產(chǎn)品比起來(lái)尚有如下不足:
(1) 其鍍層與基體非冶金結(jié)合,硬化層抗剝離性不夠;
(2) 工件是在真空爐中鍍覆,因此工件的繞鍍性不好,硬化層不均勻。而本產(chǎn)品是在鹽浴中進(jìn)行表面改性處理,因此,硬化層均勻、致密;
(3)由于設(shè)備受限,該項(xiàng)技術(shù)不能對(duì)大尺寸的工件進(jìn)行加工;
(4)該技術(shù)投資大,價(jià)格高,與本產(chǎn)品相比毫無(wú)成本優(yōu)勢(shì)。 |
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