[發(fā)明專利]一種電脈沖輔助高鉻冷作模具鋼滲氮的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810285835.4
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108504988B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙作福;訾薇;莫梓睿;霍寶陽;張曉盼;劉亮;齊錦剛;王冰
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C23C8/62
• 分類號: C23C8/62;C21D1/04
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 李燁

本發(fā)明公開了一種電脈沖輔助高鉻冷作模具鋼滲氮的處理方法。包括：a、將高鉻冷作模具鋼切割成試樣；b、將步驟a中的試樣置于滲氮罐的中部，并在所述試樣四周填充滲氮?jiǎng)芊馑鰸B氮罐；c、將所述滲氮罐置于加熱爐中，升溫至555～565℃，保溫6.5～7.5h，在保溫過程中，每間隔54～56min，施加電脈沖4～6min；所施加的電脈沖的頻率為6～12Hz，電壓為300～900V；d、在步驟c反應(yīng)結(jié)束，將所述試樣自滲氮罐取出，進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的有益效果是：滲氮層厚度高，過渡區(qū)結(jié)合好，滲層不脫落，各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異；達(dá)到了節(jié)約能源，縮短滲氮時(shí)間的目的，提高工藝效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，具體涉及一種電脈沖輔助高鉻冷作模具鋼滲氮的處理方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著國內(nèi)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，模具行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)人們對模具材料使用性能也提出了更高的要求。Cr12MoV作為冷作模具鋼，由于其具有較高的硬度和強(qiáng)度，適合制作形狀復(fù)雜、工作條件繁重、承受重負(fù)荷的各種冷沖模具和工具。同時(shí)，由于其較高的耐磨性、淬透性、高的熱穩(wěn)定性、高的抗彎強(qiáng)度以及微變形等性能特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為國內(nèi)外廣泛使用的冷作模具鋼之一。盡管Cr12MoV冷作模具鋼耐磨性好、硬度和強(qiáng)度高，但其韌度較低，對熱處理工藝與熱加工工藝要求較高，容易造成模具的過早失效。

研究結(jié)果表明，Cr12MoV鋼經(jīng)過表面固體滲氮處理后，其硬度和強(qiáng)度均得到顯著提高，其耐磨性也有所提升。滲氮，是在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。常用的滲氮方法有固體滲氮、液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、超聲波冷鍛技術(shù)滲氮、真空脈沖滲氮等。滲氮處理可以有效提高工件的表面硬度、耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度以及耐蝕性，但傳統(tǒng)的滲氮工藝存在周期長、氮化成本高、效率低等問題。

中國專利201310672610.1中公開了一種利用提高奧氏體不銹鋼的滲氮效果，其中，公開了電脈沖能夠輔助提升滲氮的效率。但是，由于未能精確控制脈沖波形，致使其對電脈沖的利用效率不高，往往需要上千伏的脈沖電壓。

因此。一種既能有效利用電脈沖能量，又能增加滲氮層厚度的滲氮工藝，成為解決問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效利用電脈沖能量，增加滲氮層厚度的滲氮工藝的電脈沖輔助高鉻冷作模具鋼滲氮的處理方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種電脈沖輔助高鉻冷作模具鋼滲氮的處理方法，包括：

a、將高鉻冷作模具鋼切割成試樣；

b、將步驟a中的試樣置于滲氮罐的中部，并在所述試樣四周填充滲氮?jiǎng)芊馑鰸B氮罐；

c、將所述滲氮罐置于加熱爐中，升溫至555～565℃，保溫6.5～7.5h，在保溫過程中，每間隔54～56min，施加電脈沖4～6min；所施加的電脈沖的頻率為6～12Hz，電壓為300～1200V；

d、在步驟c反應(yīng)結(jié)束，將所述試樣自滲氮罐取出，進(jìn)行冷卻。

優(yōu)選的是，在步驟b中,所述滲氮?jiǎng)┯赡咎俊⒛蛩睾腿趸t按照6:2.9～3.1:0.9～1.1的比例混合而成；

其中，所述電脈沖裝置輸出的幅值與時(shí)間t之間存在如下的函數(shù)關(guān)系：

式中，為平均電場強(qiáng)度，c為調(diào)整參數(shù)c＝1.06e^-0.03t，l為^a→b的距離，ω為放電的速率，t為作用的時(shí)間。

優(yōu)選的是，在所述步驟c中，將所述滲氮罐置于加熱爐中，升溫至560～565℃。

優(yōu)選的是，在所述步驟c中，保溫的時(shí)間為7h。