硼氮共渗提高工模具寿命的工艺及效果分析

为了提高工模具的寿命，国内有些单位对模具进行了硼氮共渗。共渗后的模具既具有渗硼层的高硬度、高耐磨性和高耐热性，同时渗层又有较小的脆性，从而提高了过渡层的强韧性，而且渗层较单独渗硼层更深，具有更高的压应力和更高的断裂强度、塑性和韧性。

工艺1：

（1）渗剂 工业纯高硼铁、尿素、SiC、氟硼酸钾等。

（2）设备 共渗容器可用低碳钢或不锈钢焊制，可在电阻炉中进行。

（3）工艺3Cr2W8V钢热锻模的共渗工艺为：570℃×3h+900℃×5h。共渗后升温至1050℃，保温2h，油淬，550～650℃×2h×3次回火。共渗温度分别为850℃、900℃和950℃，时间均为4h，渗层的厚度分别为0.0435mm、0.0497mm、0.0750mm。

共渗后的硼化物硬度为1400～1800HV，其表面层组织主要是Fe₂B相，过渡层是碳的富集区，主要是Fe₃C；氮的富集区主要是Fe₃ N。经硼氮共渗的3Cr2W8V模具（热冲头）的寿命有较大的提高。(www.xing528.com)

工艺2：

（1）配方（质量分数）5%B₄C+5%KBF₄+1%活性炭+0.5%NH₄Cl+5%（NH₂）2CO，SiC余量。

（2）工艺 将工件清洗干净，烘干，装入共渗箱内。1Cr18Ni9Ti钢模具经580℃×3h+900℃×8h，炉冷至400℃出炉空冷。

（3）结果 模具表面显微硬度为1553～1980HV，共渗层厚度为0.05～0.08mm，表面组织为FeB+Fe₂B，次层为Fe₂B+α-Fe，第三层为Fe₂B+α-Fe+γ-Fe。

经硼氮共渗处理的1Cr18Ni9Ti钢模具使用寿命提高1.5～2倍。