不銹鋼零件滲鉻可以在零件表面形成一層牢固的鉻一鐵一碳合金層,提高不銹鋼零件的抗氧化和耐蝕性,而且又有高硬度、高強度、耐磨性和抗疲勞性能,因此高溫服役的模具和零件可以進行滲鉻處理。
滲鉻工藝大體上有固體滲鉻、液體滲鉻和氣體滲鉻(真空滲鉻)三大類。
一、不銹鋼固體滲鉻
固體顆粒滲鉻劑市場上有供應,也可以自配。固體滲鉻的工藝與配方見表3-23。
鉻鐵粉的粒度為0.075~0.150mm,Al2O3粉的粒度為0.075~0.150mm,使用前氧化鋁粉需經1100~1200℃焙烘。市場上銷售的顆粒狀滲鉻劑是將上述三種成分混勻后加入粘結劑,制成顆粒狀,低溫烘干,使用時比自配的粉末方便,勞動條件也較好。
不銹鋼零件和模具滲鉻前需除凈表面油污、銹斑后與滲鉻劑一起放入工件罐中,工件間距大于1mm,工件上面的覆蓋層應較厚,工件罐密封后在電爐中升溫,于200℃左右焙烘,緩冷后再次加固密封,重新升溫到950~1100℃加熱滲鉻4~8h后,將工件罐取出空冷。冷到室溫后取出工件清洗。需熱處理的模具重新加熱淬火。
3Cr2W8V鋼熱作模具1050℃×1550℃×15h滲鉻,滲鉻后550℃×1h預熱,1050℃加熱后淬入熱油,冷至100~200℃后用沸騰的Na2CO3液體清洗1h。上沖頭于550℃×3h(沖頭頂部先于650℃×0.5h回火)空冷至室溫后再經1880℃×2h回火;下模650℃×3h回火。模具使用壽命較常規熱處理提高7~8倍。
二、不銹鋼鹽浴滲鉻
鹽浴滲鉻在坩堝內進行,其成分和工藝見表3-24。鹽浴滲鉻后可直接淬火,或冷卻后重新加熱淬火。鹽浴滲鉻較固體滲鉻方便易行。
滲鉻處理后,中、高碳鋼及合金鋼可獲得高硬度、高耐磨性、高耐蝕性和抗高溫氧化性的鉻、碳化合物層。
H13鋼直接滲鉻,碳化鉻層薄,且在次表層呈貧碳區,形成軟帶。
H13 鋼經930℃×4h℃×4h滲碳,再經980℃×4h鹽浴滲鉻(表3-24中第7種鹽浴配方)后,次表層有了足夠的含碳層并有利于碳化鉻層的形成。模具經滲碳、滲鉻后淬火、回火,模具使用壽命較原滲氮模具提高50%以上。
三、不銹鋼氣體滲鉻(真空滲鉻)
將不銹鋼零件和模具放于密封工件罐內,抽真空,加熱,采用氫氣或氬氣送入鹵化亞鉻蒸氣,在980~1100℃滲鉻4~8h。
一般采用半真空滲鉻法。將鉻粒或鉻鐵顆粒先裝入滲鉻罐中,裝入真空室,抽真空。加熱升溫到980~1100℃滲鉻,保溫8~12h后,隨爐冷至250℃出爐空冷,清洗后進行最終熱處理。
氣體滲鉻適用于大規模生產,固體滲鉻適用于單件生產,涂敷滲鉻適用大型設備,鹽浴滲鉻方便易行。