模具改进试验
一般工厂皆选用3CrZWSV钢制作热挤压模具，并通过一定的热处理来达到其工作时所需要的技术要求。我们厂为外单位加工的一种型腔模具，工作温度为300一40℃，型腔内周边工作时变形量大、压力大、模具磨损_严重。根据受力条件及模具失效分析，该厂选用了常用的热作模具钢3CrZWSV，高温淬火和回火后其硬度达48一52HRC。由于这种模具钢在高温下工作时有较高的强度和硬度，同时耐磨性也较好，模具寿命达500件左右。其主要破坏形式为型腔内周角部出现裂纹，模具型腔工作面磨损。后来我们对该模具进行表面强化处理，即淬火后再进行气体渗氮，有效地克服了上述缺点，使模具寿命大大提高。下面对工艺的改进过程进行介绍。
改进工艺的试验首先我们进行了3CrZWSV钢热挤压模具的常规淬火和气体渗氮的试验。其中很关键的是试验材料和设备的确定，以及合适的渗氮温度和时间的选择。
试验材料试样用材为3CrZWSV钢。试样尺寸为价20mmX150mm，共16根，渗氮前进行淬火、回火处理，淬火温度1150℃油淬、回火温度60℃，回火后的金相组织为回火马氏体，其硬度为48一52HRC。表13CrZWSV钢的化学成分和临界温度渗碳炉中进行。
温度的选择。
我们采用三种温度（550℃、580℃、610℃），每炉2根，保温时间皆为4h。工件装炉前需用汽油或酒精等脱脂。经过清洗后的工件表面不能有锈或脏物。经过三种工艺试验验后，测得试样渗氮温度与工件表层硬度、扩散层厚度关系。这是因为温度低时，直接影响工件表面吸附氮原子的能力，因而硬度不高。而温度达到580℃后再升高，合金碳化物聚集长大，亦使渗层硬度下降。所以渗氮温度选择580℃较佳渗氮时间。气体氮化温度确定在580℃时，分别选择3h、4h、4。5h、sh和6h五种保温时间进行气体渗氮。
气体渗氮试验渗氮在RJJ一60一9气体，扩散层厚度随渗氮时间的延长而增加，但超过4。5h后由于碳在化合物层内扩散，整个渗层氮势降低使渗层深度增长逐渐趋于平缓。同时从表3可以看出：随着渗氮时间的延长，在初期由于表层碳、氮浓度增加，硬度随之增加。但超过4。5h，因氮化物弥散度减少，硬度反而下降。因此气体渗氮保温时间选择4。5h较好。当然这仅仅是对3CrZWSV钢薄层渗氮而言，对渗层要求较高的零件需要较长的渗氮保温时间。冷却速度。在相同的渗氮条件下，对渗后冷郝耐工种处理却进行试验，选在MM一20型磨损试验机上进行，采用外径为36的GCr巧钢试样与渗氮后试样组成磨损副，试验条件为n=200r/min，F=980N，t=常温。磨损时间lh，干磨后用称重法测得磨损量如表4所示。从表4可知，气体渗氮较常规热处理可大大提高耐磨性。在渗氮条件相同的情况下对试样进行空冷和油冷，试验证明：油冷能显著改善工件的耐磨性能，因此在变形要求不严时，应尽量采用快速冷却1。
从气体渗氮温度、保温时间、冷却方式试验测得结果对比可知，渗氮温度为580℃时试样表层硬度较高，对3CrZWSV钢薄层渗氮保温时间控制在4。5h较佳，渗氮后油冷可显著增加模具耐磨性。渗氮较常规热处理磨损量大大减少，生产实践表明：常规热处理的3CrZW8v钢型腔模具可挤压工件5000件左右，而渗氮后的模具可挤压1800一2000件以上，使用寿命提高了2。6一3倍。因此3CrZWSV钢模具淬火后再进行渗氮可大大提高其使用寿命。
