模具氮化十种缺陷分析

模具氮化十种缺陷分析

一．氮化机理在500Ċ~650 Ċ2NH3 2「N」+3H2分解后的活性氮原子被钢件表面吸收，并向金属内部扩散，首先溶解在a-Fe 中形成固溶体，饱和后逐渐形成氮化物层HV1000。

氮化层特性：1.高硬度/高耐磨/抗疲劳/抗粘结/抗腐蚀/抗擦伤/畸变小。

2.氮化不仅可以消除模具张（拉伸）应力，而且赋予模具压缩应力。从这方面讲，氮化优于去应力退火，去应力退火只是消除模具张应力。

二．模具氮化十种缺陷分析

1．渗氮层硬度过低

原因：成份不对或混料等导致渗氮模具表层含氮量不足；钢件未经调质处理，未获得回火索氏体组织，或虽经调质处理，但基体组织硬度过低，渗氮层如附在薄冰上；工件不干净；使用新渗氮罐或旧罐久未退氮；氮化炉密封不严而漏气。

返修：返修时用汽油或酒精清理干净渗氮表面，在520 Ċ~530 Ċ补渗7-10H，NH3分解率控制在20-25%

2．渗层浅

原因：加热不均；工件表面有油污，锈迹和氧化物；装炉过密；强渗期NH3分解率不稳定；扩散期期不稳定。

对策：NH3分解率控制在20-40%

3．渗层硬度不均匀，有软点。

原因：材料有严重偏析；调质温度高；工件表面脱碳和污染；氮化

炉加热器分布不合理。

4．模具崎变

原因：模具设计不合理；模具存在较大组织应力和加工应力；温度不均匀，升温过快，模具出炉冷却速度过快；装挂不合理；氮化层比容较大，产生组织应力与渗氮层厚度成正比。

对策：升温速度50-70Ċ/H，出炉温度〈200 Ċ，易产生畸变的工件最好用辉光离子氮化。

5．氮化层耐蚀性差

原因：当氮化层有一层致密的，化学稳定性高的ε相层（0.015-0.060MM）时,模具有良好的搞蚀性. ε相层含氮量在6.1-8.5%为宜.

6.氮化模具表面氧化

原因:炉内负压;出炉温度高.

7.模具表面腐蚀

原因:模具长期在潮湿,碱性,酸性环境中服役.

8.渗氮层脆性大,起泡剥落有裂纹.

原因:组织缺陷;模具设计不当,有较多尖角锐边和表面积过大,活性氮原子从多方面同时渗入,氮浓度高形成ξ脆性相.渗氮介质活性太强,表面吸收大于扩散,表面含氮量超过11%形成脆性相;NH3含水量大,分解率过高,强渗温度高,时间长;

9.鱼骨状氮化物

原因:NH3含水超标;原材料大块铁素体未消除.

10.网状,波纹状和针状氮化物

原因:模具调质温度过高;模具设计不当;NH3含水量过大.