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目前，氣體氮化已在模具生產(chǎn)中得到廣泛應用。它可顯著提高模具的表面硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和疲勞性能。一般熱作模具鋼(凡回火溫度在 550?650℃的合金工具鋼）都可在淬火、回火后在低于回火溫度的溫度區(qū)內(nèi)進行滲氮；一般碳鋼和低合金鋼在制作塑料模具時可以在調(diào)質(zhì)后的回火溫度下滲氮；一些 特殊要求的冷作模具也可以在氣體滲氮后再進行淬火、 回火熱處理。
但是由于種種原因，模具氣體氮化后會出現(xiàn)滲氮層硬度低、滲氮層淺、滲氮層硬度不均勻、滲氮后模具表面有氧化色、滲氮層不致密、滲氮層脆性大、滲氮模具變形、模具表面出現(xiàn)網(wǎng)狀和針狀氮化物等缺陷，嚴重影響了模具使用壽命。
因此研究模具滲氮層缺陷，分析其產(chǎn)生的原因，探討減少和防止氣體滲氮缺陷產(chǎn)生的工藝措施，對提高模具的產(chǎn)品質(zhì)量，延長模具使用壽命具有十分重要的意義。
一、模具滲氮層硬度偏低
模具滲氮層硬度偏低將會降低模具的耐磨性能，并 減少模具的使用壽命。
1.模具滲氮層硬度偏低的原因
（1）模具鋼成分不符，模具預先調(diào)質(zhì)處理硬度過低。
（2）模具氣體滲氮前未除掉其表面的油污、脫碳層和氧化皮。
（3）滲氮爐密封不良、漏氣或初用新的未經(jīng)滲氮的滲氮罐及工夾具。
（4）滲氮時爐溫偏高或者在滲氮第一階段的NH3 分解率過高，即爐內(nèi)氮氣氛過低。
2.對策
（1）嚴格材料入庫檢驗，化學成分應符合滲氮鋼標準。
（2）在模具預先調(diào)質(zhì)處理時，要適當降低淬火后的回火溫度，提高模具的基體硬度。
（3）模具加工時應去除原材料脫碳層和氧化皮；模具滲氮前應除凈表面油污或銹跡，或進行噴砂處理。
（4）滲氮爐要密封，漏氣的滲氮罐應及時更換，新滲氮罐要進行預滲氮，爐罐和夾具使用11－12爐次應退氮一次。
（5）模具裝爐后應緩慢加熱，在滲氮第一階段應適當加大氨流量以便適當降低氨分解率。
（6）對因滲氮層含量較低的模具可進行一次補充滲氮。其補充滲氮工藝為：滲氮溫度510－530℃,保溫時間8－10h,氨分解率控制在20%－30%。
二、模具滲氮層硬度不均勻或有軟點
模具滲氮層硬度不均勻或有軟點將會使模具在使用時性能不穩(wěn)定，薄弱區(qū)域首先磨損較多，造成整個模具的早期損壞失效，嚴重影響模具的使用壽命。
1.模具滲氮層硬度不均勻或有軟點的原因
（1）模具原材料化學成分不均勻，偏析嚴重，晶粒粗大，存在奧氏體呈長條狀，鐵素體呈大塊狀，鐵素體保留在模具調(diào)質(zhì)熱處理中。
（2）由于滲氮爐上、下不均衡加熱或氣流不通暢，爐內(nèi)溫度不均勻。
（3）NH3氣管道局部堵塞，影響NH3氣不暢，爐氣不均勻。
（4）滲氮塑料模具未經(jīng)調(diào)質(zhì)預處理或雖經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，因淬火加熱溫度過高，導致晶粒粗大，或淬火溫度過低，鐵素體未溶解，保留在淬火組織中。
（5）模具裝爐前未很好地清理表面油污；滲氮爐內(nèi)模具裝載太多或爐內(nèi)模具間距太小，部分有接觸。
2.對策
（1）選擇合適滲氮鋼，嚴格進行模具鋼材料成分和金相組織檢查。
（2）嚴格控制滲氮爐內(nèi)上、下區(qū)爐溫，使其始終保持在同一溫度區(qū)內(nèi)。
（3）滲氮前應定期檢查和清理管道，保持管道的通暢。
（4）塑料模具預處理時，應嚴格控溫，保證正常調(diào)質(zhì)處理溫度。
（5）模具裝爐前需用汽油或酒精等脫脂，經(jīng)過清洗后的模具表面不能有油污或其他臟物。
（6）模具裝筐時，模具間應保持一定距離，嚴防模具工作面接觸和重疊。
（7）滲氮爐要密封好，爐內(nèi)氣氛循環(huán)要充分，對漏氣的滲氮罐應及時更換。
三、模具滲氮層淺
模具滲氮層淺將會影響模具的耐磨性，縮短模具的使用壽命。
1.模具滲氮層偏淺的原因
（1）模具滲氮第一階段NH3氣分解率不穩(wěn)定，過高或過低。
（2）滲氮第二階段溫度過低和保溫時間不足。
（3）模具裝爐不當，工件相互之間接觸，NH3氣流不暢。模具裝爐前未清除油污。
（4）爐子密封不好，漏氣。
（5）塑料模具滲氮前未進行調(diào)質(zhì)處理。
（6）滲氮罐和夾具使用過久未退氮。
2.對策
（1）嚴格控制裝爐前模具表面質(zhì)量、裝爐量、氮氣氛、滲氮時間和溫度。
（2）加強滲氮密封，保證爐內(nèi)氣氛循環(huán)正常，要經(jīng)常疏通管道，確保NH3氣流暢通。
（3）塑料模具滲氮前必須進行調(diào)質(zhì)預處理，以便得到均勻細密的回火索氏體組織。
（4）嚴格執(zhí)行模具滲氮工藝，應確保和穩(wěn)定NH3分解率；提高滲氮第二階段擴散滲氮溫度和保溫時間。
（5）對已經(jīng)出現(xiàn)滲氮層偏淺的模具，可進行補充滲氮，即嚴格按滲氮第二階段工藝進行滲氮。
本文簡要論述模具氮化中存在的缺陷特征、危害性、產(chǎn)生的原因及其預防措施。
只要我們嚴格執(zhí)行滲氮工藝，對發(fā)生的缺陷認真分析原因，采取相應的對策，就會減少缺陷的產(chǎn)生，提高模具氮化的質(zhì)量，延長模具的使用壽命。