模具氮化热处理是一种表面强化热处理工艺。它是将模具置于含氮的介质中,在一定温度下使活性氮原子渗入模具表面,形成富氮硬化层的化学热处理过程。
氮化层硬度检测:
硬度测试方法:常用的硬度测试方法有维氏硬度测试(HV)和洛氏硬度测试(HRC)。维氏硬度测试适用于测量氮化层较薄的模具,能够准确地测量出氮化层不同深度的硬度。洛氏硬度测试主要用于氮化层较厚的模具,操作相对简便。在测试时,要注意测试点的分布应均匀,一般在模具表面选取多个不同位置进行测试,以确保硬度测量的准确性。
硬度要求标准:不同类型的模具根据其工作要求,氮化层硬度有不同的标准。例如,对于压铸模具,氮化层表面硬度一般要求在 HV900 - 1200 之间;对于塑料注射模具,氮化层表面硬度要求在 HV800 - 1000 之间。
氮化层深度检测:
检测方法:可以采用金相显微镜法和硬度梯度法来检测氮化层深度。金相显微镜法是通过制备模具的金相试样,在显微镜下观察氮化层与基体的界面,从而测量氮化层的深度。硬度梯度法是从模具表面开始,每隔一定距离测量一点硬度,当硬度下降到基体硬度时,所测量的距离即为氮化层深度。
深度要求标准:模具氮化层深度也因模具类型和工作条件而异。例如,在一些重载模具中,氮化层深度要求在 0.3 - 0.5mm 之间;而在一些轻载模具中,氮化层深度可能在 0.1 - 0.3mm 之间。
氮化层组织检查:
金相分析:通过金相显微镜观察氮化层的组织形态,正常的氮化层组织应该是致密、均匀的,没有明显的疏松、孔洞或裂纹等缺陷。氮化层主要由氮化物(如 ε 相、γ′相等)组成,这些氮化物的形态和分布对氮化层的性能有重要影响。例如,ε 相呈白色针状或羽毛状,γ′相呈黑色颗粒状,它们在氮化层中的比例和分布应符合要求。
扫描电镜分析(可选):对于一些要求较高的模具,可以采用扫描电镜(SEM)进行氮化层组织的微观分析。扫描电镜能够更清晰地观察到氮化层的微观结构,如氮化物的晶界、晶体形态等,并且可以通过能谱分析(EDS)确定氮化物的成分,进一步评估氮化层的质量。