模具的复合气体氮化+后氧化工艺

目前，工厂中提高模具使用寿命的方法多采用氮化处理表面改性工艺，用于提高模具表面硬度，使其具备高耐磨性，和高接触疲劳强度，同时提高了模具的耐蚀性，达到延长模具使用寿命的效果。

但是部分模具因其使用工况较为特殊，没有防锈油也没有润滑，因此要求模具具有较高的耐腐蚀性，传统处理使用QPQ工艺，QPQ技术最大的问题是污染（含微量氰化物的废水处理、工作环境较差，以及废盐的处理等），国家现在已不提倡推广QPQ技术，此工艺发展受到很大限制，近十几年发展的复合气体氮化+后氧化工艺可以取代这项技术。使零件不仅保留了氮化的优点，而且大幅度提高耐蚀性。

Part.1  工艺过程设计

1、一般的设计要求：

以42CrMo，40Cr等中碳合金钢材质的轮胎模具为例，产品使用过程中经过高温硫化处理，没有油脂等润滑措施，硫化过程中橡胶产生的微量硫化腐蚀气体污染模具，因此模具具有较好的耐腐蚀性显得尤为重要，传统氮化处理可以解决模具表面耐磨的问题，但是不能很好的解决耐蚀性问题。

因此复合气体氮化+后氧化在氮化的基础上进行后氧化处理，工件表面得到一层氧化膜，可以大大提高产品的耐蚀性。

一般的设计要求工件表面硬度≥600HV，渗层0.2-0.4mm，白亮层8-20μm，氧化层2-5μm，脉状氮化物1-2级，化合物层疏松1-2级，脆性1-2级。

2、工艺参数设计：

工艺参数设计如下图表1所示

3、产品生产流程中注意事项

生产准备→清洗→装炉→气体氮化+后氧化→出炉→检验→涂油包装→出库

1）前清洗

气体氮化+后氧化工件对光洁度要求极高，需要对处理工件清洗特别干净。

2）装炉

对装卡要求：装炉零件均匀一致，间隙合理，有利于炉内气氛流通。

3）氮化+后氧化

升温过程要均匀，阶段式升温防止温度过高或者过低，降低模具的变形量。氮化过程中要控制好氨气流量与炉内氮势匹配，防止影响氮化指标。氧化过程中使用水氧化。

4）检验

外观，工件表面均匀一致的黑灰色，涂油后为悦目的亮黑色。不允许有大块状黑斑或其他颜色点块状色差。

5）指标检测数据：

处理后的产品如下图2所示，氮化指标均可以满足技术要求，中性盐雾试验可以达到120h9级以上，超过氮化件4倍时间以上，满足设计预期。

Part.2  总结

通过对调质中碳合金钢模具气体氮化+后氧化处理，可以满足模具对耐磨性的要求，同时大大提高了产品耐蚀性。现已应用于汽车，钻具，模具，石油机械，风力发电等多个行业。