氮化處理
原理:橡膠磁環(huán)的氮化是將模具放入含氮的介質中,在溫度和壓力下,使氮原子滲入模具表面,形成一層富氮硬化層。例如,對于模具鋼材料(如P20、H13)制成的橡膠磁環(huán)模具,氮化溫度一般在500-550℃,處理時間為20-100小時不等,具體取決于模具的尺寸和要求。
優(yōu)點:氮化處理后的模具表面硬度顯著提高,可達1000-1200HV,大大增強了模具的性,能抵抗橡膠磁環(huán)成型過程中磁粉和橡膠對模具的摩擦。同時,氮化層還具有的耐腐蝕性,可防止模具在潮濕或有化學介質的環(huán)境下生銹或被腐蝕。而且,氮化處理形成的硬化層深度一般在0.1-0.6mm之間,不會影響模具的基體性能,模具仍能保持良好的韌性。
缺點:氮化處理過程相對復雜,需要專門的氮化設備,如氣體氮化爐或離子氮化爐。而且,如果工藝控制不當,如氮化溫度過高或時間過長,可能會導致模具表面出現(xiàn)脆性相,降低模具的韌性和抗沖擊能力。
鍍硬鉻處理
原理:鍍硬鉻是通過電解的方式,在模具表面沉積一層鉻金屬。通常采用鉻酸溶液作為電解液,在的電流密度和溫度下進行電鍍。例如,電鍍液溫度一般控制在50-60℃,電流密度為30-70A/dm2,根據(jù)模具的大小和形狀,電鍍時間從幾小時到十幾小時不等。
優(yōu)點:鍍鉻層硬度高,可達800-1000HV,能夠顯著提高模具的性,減少橡膠磁環(huán)脫模時對模具表面的劃傷。鍍鉻層還具有良好的化學穩(wěn)定性,對橡膠中的一些化學物質具有較好的耐受性,能防止模具表面發(fā)生化學反應。而且,鍍鉻后的模具表面光亮,有利于橡膠磁環(huán)的脫模,并且可以使成型后的橡膠磁環(huán)表面加光滑。
缺點:鍍鉻過程中會產(chǎn)生六價鉻等有害物質,對環(huán)境和人體健康有危害。此外,鍍鉻層存在的內應力,當鍍鉻層較厚時,容易出現(xiàn)裂紋或剝落現(xiàn)象,影響模具的使用壽命。
化學鍍鎳處理
原理:化學鍍鎳是利用化學還原反應,在模具表面沉積一層鎳-磷合金層。將模具放入含有鎳鹽和還原劑(如次磷酸鈉)的鍍液中,在的溫度和pH值條件下,鎳離子被還原成金屬鎳并沉積在模具表面。例如,化學鍍鎳的溫度通常在85-95℃,pH值控制在4.5-5.5之間,鍍液中的鎳離子濃度和還原劑濃度需要根據(jù)模具的尺寸和要求進行調整。
優(yōu)點:化學鍍鎳層具有良好的均勻性,能夠在復雜形狀的模具表面形成均勻一致的鍍層,對于橡膠磁環(huán)模具的一些細小的型腔和溝槽等部位也能很好地覆蓋。鎳-磷合金層具有較高的硬度(可達500-700HV)和良好的性,同時還具有優(yōu)異的耐腐蝕性,能抵抗多種化學介質的侵蝕。而且,化學鍍鎳過程不需要外接電源,設備相對簡單。
缺點:化學鍍鎳的沉積速度較慢,一般每小時沉積厚度約為10-20μm,對于大型模具或需要較厚鍍層的情況,鍍鎳時間較長。此外,化學鍍鎳液的穩(wěn)定性較差,容易受到雜質的影響而導致鍍液失效,需要定期維護和換鍍液。
表面淬火處理(適用于模具鋼)
原理:對于模具鋼制成的橡膠磁環(huán)模具,表面淬火是將模具表面快速加熱到淬火溫度,然后迅速冷卻,使表面獲得馬氏體組織,從而提高表面硬度。例如,感應加熱表面淬火是常用的方法之一,通過感應線圈將模具表面迅速加熱,加熱速度可達每秒幾百攝氏度,淬火后表面硬度可達到50-60HRC。
優(yōu)點:表面淬火能夠顯著提高模具的表面硬度和性,而且由于只是模具表面層發(fā)生組織變化,模具的基體仍保持較好的韌性,使模具能夠承受的沖擊載荷。這種方法對于提高模具在橡膠磁環(huán)成型過程中的性和抗劃傷能力非常。
缺點:表面淬火需要控制加熱和冷卻速度,如果工藝參數(shù)控制不當,可能會導致模具表面出現(xiàn)裂紋、硬度不均勻等問題。而且,表面淬火的設備投資較大,如感應加熱設備的成本較高,并且需要專業(yè)的操作人員進行操作和維護。
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