Η συμβατική συνολική απόσβεση δεν είναι πλέον επαρκής για να καλύψει τις απαιτήσεις υψηλής αντοχής στη φθορά της επιφάνειας και αντοχής και σκληρότητας μήτρας των καλουπιών χύτευσης με χύτευση.
Η επεξεργασία επιφανειακής ενίσχυσης μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά και άλλες ιδιότητες των καλουπιών χύτευσης με χύτευση, αλλά και να διατηρήσει επαρκή αντοχή και σκληρότητα του υποστρώματος, ενώ εμποδίζει το λιωμένο μέταλλο να κολλήσει στο καλούπι και να διαβρωθεί. Αυτό είναι πολύ αποτελεσματικό για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης των καλουπιών χύτευσης, εξοικονομώντας στοιχεία κραμάτων, μειώνοντας σημαντικά το κόστος, αξιοποιώντας πλήρως τις δυνατότητες των υλικών και αξιοποιώντας καλύτερα νέα υλικά.
Η πρακτική παραγωγής έχει δείξει ότι η επεξεργασία επιφανειακής ενίσχυσης είναι ένα σημαντικό μέτρο για τη βελτίωση της ποιότητας των καλουπιών χύτευσης με χύτευση και την παράταση της διάρκειας ζωής τους. Οι διεργασίες επεξεργασίας ενίσχυσης της επιφάνειας που χρησιμοποιούνται συνήθως για καλούπια χύτευσης περιλαμβάνουν την ενανθράκωση, την εναζώτωση, την ενανθράκωση με άνθρακα με άζωτο, τη βορίωση, τη χρωμίωση και τη διήθηση αλουμινίου.
1. Ανθρακοποίηση
Η ενανθράκωση είναι σήμερα μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος χημικής θερμικής επεξεργασίας στη μηχανική βιομηχανία. Τα χαρακτηριστικά της διεργασίας είναι τα εξής: χάλυβας μήτρας χαμηλής κραματοποίησης με μεσαία έως χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα και υψηλής κραματοποίησης χάλυβας μήτρας με μέτρια έως υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα θερμαίνονται στους 900 βαθμούς -930 βαθμούς σε ένα ενεργό μέσο (ενανθρακοποιητικός παράγοντας) για ενανθράκωση, επιτρέποντας στα άτομα άνθρακα να διεισδύσουν στο επιφανειακό στρώμα της μήτρας. Στη συνέχεια, η απόσβεση και η σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία εκτελούνται για να δώσουν στην επιφάνεια και τον πυρήνα της μήτρας διαφορετικές συνθέσεις, δομές και ιδιότητες.
Η ενανθράκωση χωρίζεται σε στερεά ενανθράκωση, υγρή ενανθράκωση και αέρια. Πρόσφατα, έχει επίσης εξελιχθεί σε ενανθράκωση ελεγχόμενης ατμόσφαιρας, ενανθράκωση υπό κενό και ενανθράκωση ιόντων βενζολίου.
2. Εναζώτωση
Η διαδικασία διείσδυσης αζώτου στην επιφάνεια του χάλυβα ονομάζεται εναζώτωση του χάλυβα. Η νιτρίωση μπορεί να προσφέρει στα μέρη καλουπιού υψηλότερη επιφανειακή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, αντοχή στην κόπωση, κόκκινη σκληρότητα και αντοχή στη διάβρωση από την ενανθράκωση. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας εναζώτου (500-570 βαθμού ), η παραμόρφωση των τμημάτων του καλουπιού μετά τη νιτρίωση είναι σχετικά μικρή.
Οι μέθοδοι νιτρίδωσης περιλαμβάνουν τη νιτροποίηση στερεών, την υγρή νιτρίωση και τη νιτρίωση με αέριο. Επί του παρόντος, εφαρμόζονται ευρέως νέες τεχνολογίες όπως η νιτροποίηση ιόντων, η εναζώτωση υπό κενό, η ηλεκτρολυτική καταλυτική νιτρίωση και η νιτροποίηση υψηλής συχνότητας, οι οποίες συντομεύουν το χρόνο εναζώτου και αποκτούν υψηλής ποιότητας στρώματα νιτρίωσης.
3. Συνδιήθηση άνθρακα αζώτου
Το Nitrogen Carbon Co infiltration είναι μια διαδικασία διήθησης άνθρακα σε χαμηλή θερμοκρασία αζώτου (530 μοίρες -580 μοίρες ) που διεισδύει ταυτόχρονα άζωτο και άνθρακα σε ένα μέσο που περιέχει ενεργό άνθρακα και άτομα αζώτου, με κύρια μέθοδο τη διήθηση αζώτου. Η ευθραυστότητα του στρώματος διείσδυσης άνθρακα αζώτου είναι μικρή και ο χρόνος συνδιήθησης είναι πολύ μικρότερος από τον χρόνο αζώτου. Μετά τη συνδιάχυση άνθρακα αζώτου, η απόδοση θερμικής κόπωσης των καλουπιών χύτευσης υπό πίεση μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.
Οι σκληρές συνθήκες εργασίας απαιτούν τα καλούπια χύτευσης να έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας, αντοχή στην κόπωση από το κρύο και το ζεστό, αντοχή στη διάβρωση υγρών μετάλλων, αντοχή στην οξείδωση και υψηλή σκληρυνσιμότητα και αντοχή στη φθορά. Η θερμική επεξεργασία είναι η κύρια διαδικασία παραγωγής που καθορίζει αυτές τις ιδιότητες.
Η θερμική επεξεργασία των καλουπιών χύτευσης είναι η αλλαγή της μικροδομής του χάλυβα, έτσι ώστε η επιφάνεια του καλουπιού να αποκτά υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, ενώ ο πυρήνας εξακολουθεί να έχει επαρκή αντοχή και σκληρότητα και να εμποδίζει αποτελεσματικά το λιωμένο μέταλλο να κολλήσει στο καλούπι και διάβρωση. Η επιλογή κατάλληλων διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας μπορεί να μειώσει τα απόβλητα και να βελτιώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των καλουπιών.
