鋁型材熱擠壓模高頻感應加熱設備熱處理工藝過程分析

擠壓模是鋁型材經過高頻感應加熱設備熱擠壓成形的熱作模具，模具材料為4Cr5MoSiV鋼(H13鋼)。鋁型材擠壓模要求具有高強度、高硬度和高耐磨性，特別要求模具高溫度、高溫疲勞強度及耐磨性能優良，并且變形微小，耐蝕性良好。鋁材料熱擠壓模在工作時溫度可達600℃，擠壓模工作部位尺寸精度要求高，不適于采用易起形變的高溫表面強化處理，因而，可采用處理溫度較低且成本低廉的S-N-C 滲、O-N-C共滲。生產中發現，鋁型材熱擠壓模(H13鋼）采用S-N-C共滲表強化時，模具的窄縫面（工作面）滲層質量較差，窄縫面硬度和滲層深度往達不到技術要求，并且很不均勻。為此，對H13鋼熱擠壓模用正交試驗法，便優化選擇出較佳熱處理工藝。

正交試驗的目的是為了使H13鋼鋁型材在高頻感應加熱設備熱擠壓模達到表面高硬度要求和平緩的硬度分布，以及設定滲層深度技術指標。提高模具表面硬度是提高熱擠壓耐磨性的主要手段之一;另一方面，平緩的硬度分布和一定的滲層深度，可保模具疲勞性能和高溫疲勞強度穩定提高。試驗對H13鋼鋁合金熱擠壓模S-l 共滲諸工藝參數采用正交試驗篩選優化，綜合滲層最高硬度和窄縫面滲層深度主要指標要求，選出最優工藝為：共滲溫度560℃，二硫化碳體積分數為1.2%，滴量為60滴/min，氨分解率為30%。通過設備改造和工藝優化，模具內外面滲層深度差控制在15%以內。S-N-C共滲層硬度分布中可以看出，硬度分布較平緩，符合要求。模具經優化高頻感應加熱設備熱處理工藝后表面層不顯脆性，性能優良。

鋁型材熱擠壓模（H13鋼）工作面（窄縫面）采用正交試驗優化工藝進行3-N-C三元共滲后，解決了模具窄縫面不易滲入、硬度低與硬度不均、滲層深度不足及滲層深度不均勻等缺陷問題，熱擠壓模性能優良，滿足了技術要求。