[發(fā)明專利]一種耐火模具的碳氮共滲方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011090973.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112359314A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦傳營;王瑞;孫紅朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼洛耐科技股份有限公司
• 主分類號: C23C8/32
• 分類號: C23C8/32;C23C8/80;C21D1/18;C21D1/46;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 崔璐

本發(fā)明是一種耐火模具的碳氮共滲方法，包括以下步驟：(1)、先將單件耐火模具加工成設(shè)計的形狀，將表面清理干凈后的耐火模具放置入滲碳爐中；(2)、滲碳爐進(jìn)行加熱，按速度200滴/分滴入乙醇，同時按速度200L/h通氨氣進(jìn)行排氣，至滲碳爐內(nèi)氣體合格；(3)、繼續(xù)升溫至870?890℃，在870?890℃下保溫5?8h，保溫時按速度140?160滴/分滴入煤油，同時按速度180?220L/h通氨氣，在870?890℃下保溫5?8h，本發(fā)明中采用高溫共滲、低溫共滲與擴(kuò)散三段共滲的方法對耐火模具進(jìn)行碳氮共滲，共滲層與基體結(jié)合良好，而且共滲層厚度大，完全滿足模具磨損的使用需求；模具表面強(qiáng)化性能高，使用壽命高，該方法能夠適用于1000噸及以下壓機(jī)和各種耐火泥料模具，適用性更強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模具制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耐火模具的碳氮共滲方法。

背景技術(shù)

耐火制品模具是生產(chǎn)耐火制品造坯沖壓成型時使用的一種單件組合模具，多數(shù)沖壓機(jī)壓力為360～1000噸，耐火制品泥料主要成分為顆粒狀的典型氧化物(如Al₂O₃、SiO₂、MgO等)、SiC、SiN及煤炭和鋁煤炭，其莫氏硬度相當(dāng)于洛氏硬度50～57HRC，粒度為0.5～3mm，且呈多角形，耐火制品模具在服役過程中，不僅要承受大噸位壓機(jī)通過泥料擠壓傳導(dǎo)的側(cè)壓強(qiáng)，而且還要承受沖壓和出型過程中產(chǎn)生的“高應(yīng)力挖鑿型”硬粒料磨損，服役條件惡劣，因此，耐火制品模具必須滿足表面有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，同時兼有一定的韌性，模具服役的主要失效形式是挖鑿磨損和斷裂。

Q235B鋼由于價格低廉，所以普遍用于制造耐火制品模具，通過化學(xué)熱處理進(jìn)行表面強(qiáng)化，以滿足其使用性能要求，在化學(xué)熱處理中，滲碳處理應(yīng)用最廣，其特點是深層較厚，有一定的抗壓強(qiáng)度、硬度，但耐磨性還滿足不了需求；氮化處理耐磨性和抗疲勞性優(yōu)于滲碳，但生產(chǎn)周期長而且深層薄，所以基本不適用于耐火制品模具的強(qiáng)化；碳氮共滲處理兼具滲碳和氮化的優(yōu)點，應(yīng)用也較多。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于耐火材料模具采用一段式共滲，在一定生產(chǎn)周期內(nèi)，難于兼顧既有較深的硬化層又有高的耐磨性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種耐火模具的碳氮共滲方法，以解決現(xiàn)有耐火材料模具采用一段式共滲，在一定生產(chǎn)周期內(nèi)，難于兼顧既有較深的硬化層又有高的耐磨性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種耐火模具的碳氮共滲方法，包括以下步驟：

(1)、先將單件耐火模具加工成設(shè)計的形狀，將表面清理干凈后的耐火模具放置入滲碳爐中；

(2)、滲碳爐進(jìn)行加熱，按速度200滴/分滴入乙醇，同時按速度200L/h通氨氣進(jìn)行排氣，至滲碳爐內(nèi)氣體合格；

(3)、繼續(xù)升溫至870-890℃，在870-890℃下保溫5-8h，保溫時按速度140-160滴/分滴入煤油，同時按速度180-220L/h通氨氣，在870-890℃下保溫5-8h；

(4)、在3-4h內(nèi)降溫至820-840℃，降溫期間按速度50-70滴/分滴入乙醇，同時按速度50-70滴/分滴入煤油，同時按速度330-370L/h通氨氣；

(5)、在3-5h內(nèi)繼續(xù)降溫至730-750℃，降溫期間按速度50-70滴/分滴入乙醇，按速度380-420L/h通氨氣；

(6)、將耐火模具放入濃度為8～10％中的食鹽水中進(jìn)行淬火，控制溫度小于等于40℃，將淬火后的工件在150-180℃溫度下保溫2-4h。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中CO₂＜0.5﹪、O₂＜0.4﹪爐內(nèi)氣體合格。