Quá trình làm nguội tổng thể thông thường không còn đủ để đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống mài mòn bề mặt cao cũng như độ bền ma trận và độ dẻo dai của khuôn đúc.
Xử lý tăng cường bề mặt không chỉ có thể cải thiện khả năng chống mài mòn và các tính chất khác của khuôn đúc mà còn duy trì đủ độ bền và độ dẻo dai của chất nền, đồng thời ngăn kim loại nóng chảy dính vào khuôn và bị ăn mòn. Điều này rất hiệu quả trong việc cải thiện hiệu suất toàn diện của khuôn đúc, tiết kiệm các chi tiết hợp kim, giảm đáng kể chi phí, khai thác triệt để tiềm năng của vật liệu và sử dụng vật liệu mới tốt hơn.
Thực tiễn sản xuất đã chỉ ra rằng xử lý tăng cường bề mặt là một biện pháp quan trọng để cải thiện chất lượng của khuôn đúc và kéo dài tuổi thọ của chúng. Các quy trình xử lý tăng cường bề mặt thường được sử dụng cho khuôn đúc bao gồm cacbon hóa, thấm nitơ, cacbon hóa nitơ cacbon, boron hóa, mạ crôm và thấm nhôm.
1. Cacbon hóa
Carbonization hiện là phương pháp xử lý nhiệt hóa học được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Các đặc điểm của quy trình như sau: thép khuôn hợp kim thấp có hàm lượng cacbon từ trung bình đến thấp và thép khuôn hợp kim cao có hàm lượng cacbon từ trung bình đến cao được nung nóng đến 900 độ -930 độ trong môi trường hoạt động (chất cacbon hóa) để cacbon hóa, cho phép các nguyên tử carbon xuyên qua lớp bề mặt của khuôn. Sau đó, quá trình làm nguội và ủ ở nhiệt độ thấp được thực hiện để tạo ra bề mặt và lõi của khuôn có thành phần, cấu trúc và tính chất khác nhau.
Quá trình cacbon hóa được chia thành cacbon hóa rắn, cacbon hóa lỏng và cacbon hóa khí. Gần đây, nó cũng đã phát triển thành chế hòa khí trong không khí có kiểm soát, chế hòa khí chân không và chế hòa khí ion benzen.
2. Thấm nitơ
Quá trình thấm nitơ vào bề mặt thép được gọi là thấm nitơ vào thép. Thấm nitơ có thể cung cấp cho các bộ phận khuôn có độ cứng bề mặt cao hơn, chống mài mòn, chống mỏi, độ cứng màu đỏ và chống ăn mòn hơn so với chế hòa khí. Do nhiệt độ thấm nitơ thấp (500-570 độ ), độ biến dạng của các bộ phận khuôn sau khi thấm nitơ tương đối nhỏ.
Các phương pháp thấm nitơ bao gồm thấm nitơ rắn, thấm nitơ lỏng và thấm nitơ khí. Hiện nay, các công nghệ mới như thấm nitơ ion, thấm nitơ chân không, thấm nitơ xúc tác điện phân và thấm nitơ tần số cao được áp dụng rộng rãi, giúp rút ngắn thời gian thấm nitơ và thu được các lớp thấm nitơ chất lượng cao.
3. Đồng thấm nitơ cacbon
Xâm nhập đồng nitơ cacbon là quá trình xâm nhập đồng nitơ cacbon ở nhiệt độ thấp (530 độ -580 độ) đồng thời xâm nhập nitơ và cacbon vào môi trường chứa các nguyên tử than hoạt tính và nitơ, với phương pháp thấm nitơ là phương pháp chính. Độ giòn của lớp thấm đồng nitơ cacbon nhỏ và thời gian thấm đồng ngắn hơn nhiều so với thời gian thấm nitơ. Sau khi khuếch tán đồng nitơ cacbon, hiệu suất mỏi nhiệt của khuôn đúc có thể được cải thiện đáng kể.
Điều kiện làm việc khắc nghiệt đòi hỏi khuôn đúc phải có tính chất cơ học ở nhiệt độ cao tốt, khả năng chống mỏi lạnh và nóng, chống ăn mòn kim loại lỏng, chống oxy hóa, độ cứng và khả năng chống mài mòn cao. Xử lý nhiệt là quá trình sản xuất chính xác định các tính chất này.
Việc xử lý nhiệt của khuôn đúc là làm thay đổi cấu trúc vi mô của thép, giúp bề mặt khuôn đạt được độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, trong khi lõi vẫn có đủ độ bền và độ dẻo dai, ngăn chặn kim loại nóng chảy dính vào khuôn một cách hiệu quả. và ăn mòn. Việc lựa chọn quy trình xử lý nhiệt thích hợp có thể giảm chất thải và cải thiện đáng kể tuổi thọ của khuôn.
