Конвенционалното цялостно закаляване вече не е достатъчно, за да отговори на изискванията за висока повърхностна устойчивост на износване и здравина и издръжливост на матрицата на формите за леене под налягане.
Обработката за укрепване на повърхността може не само да подобри устойчивостта на износване и други свойства на формите за леене под налягане, но също така да поддържа достатъчна здравина и издръжливост на субстрата, като същевременно предотвратява залепването на разтопения метал по формата и корозията. Това е много ефективно за подобряване на цялостната производителност на формите за леене под налягане, спестяване на елементи от сплави, значително намаляване на разходите, пълно използване на потенциала на материалите и по-добро използване на нови материали.
Производствената практика показва, че обработката за укрепване на повърхността е важна мярка за подобряване на качеството на формите за леене под налягане и удължаване на техния експлоатационен живот. Процесите на обработка за укрепване на повърхността, които обикновено се използват за форми за леене под налягане, включват карбуризиране, азотиране, съвместно карбуризиране с азотен въглерод, бориране, хромиране и алуминиева инфилтрация.
1. Карбонизация
В момента карбонизацията е широко използван метод за химическа топлинна обработка в машинната индустрия. Характеристиките на процеса са както следва: нисколегирана щампована стомана със средно до ниско съдържание на въглерод и високолегирана щампована стомана със средно до високо съдържание на въглерод се нагряват до 900 градуса -930 градуса в активна среда (карбонизиращ агент) за карбонизация, което позволява на въглеродните атоми да проникнат през повърхностния слой на матрицата. След това се извършва закаляване и темпериране при ниска температура, за да се даде на повърхността и сърцевината на матрицата различни състави, структури и свойства.
Карбонизирането се разделя на твърдо карбонизиране, течно карбонизиране и газово карбонизиране. Напоследък се разви и карбуризация в контролирана атмосфера, вакуумна карбуризация и карбуризация с бензенови йони.
2. Азотиране
Процесът на проникване на азот в повърхността на стоманата се нарича азотиране на стомана. Азотирането може да осигури части на матрицата с по-висока повърхностна твърдост, устойчивост на износване, устойчивост на умора, червена твърдост и устойчивост на корозия, отколкото карбуризирането. Поради ниската температура на азотиране (500-570 градуса), деформацията на частите на формата след азотиране е сравнително малка.
Методите за азотиране включват твърдо азотиране, течно азотиране и газово азотиране. Понастоящем широко се прилагат нови технологии като йонно азотиране, вакуумно азотиране, електролитно каталитично азотиране и високочестотно азотиране, които съкращават времето за азотиране и получават висококачествени азотиращи слоеве.
3. Коинфилтрация с азот и въглерод
Азотно-въглеродната коинфилтрация е нискотемпературен процес на азотно-въглеродна коинфилтрация (530 градуса -580 градуса), който едновременно инфилтрира азот и въглерод в среда, съдържаща активен въглен и азотни атоми, с азотна инфилтрация като основен метод. Крехкостта на слоя за коинфилтрация на азотен въглерод е малка и времето за коинфилтрация е много по-кратко от времето за азотиране. След съвместна дифузия на азотен въглерод, характеристиките на термична умора на формите за леене под налягане могат да бъдат значително подобрени.
Тежките условия на работа изискват формите за леене под налягане да имат добри високотемпературни механични свойства, устойчивост на студена и гореща умора, устойчивост на ерозия на течен метал, устойчивост на окисление и висока закаляемост и устойчивост на износване. Топлинната обработка е основният производствен процес, който определя тези свойства.
Топлинната обработка на матриците за леене под налягане е да промени микроструктурата на стоманата, така че повърхността на матрицата да придобие висока твърдост и устойчивост на износване, докато сърцевината все още има достатъчна здравина и издръжливост и ефективно предотвратява залепването на разтопен метал към матрицата и корозиращи. Изборът на подходящи процеси за термична обработка може да намали отпадъците и значително да подобри експлоатационния живот на формите.
