铝型材热挤压模高频感应加热设备热处理工艺过程分析

挤压模是铝型材经过高频感应加热设备热挤压成形的热作模具，模具材料为4Cr5MoSiV钢(H13钢)。铝型材挤压模要求具有高强度、高硬度和高耐磨性，特别要求模具高温度、高温疲劳强度及耐磨性能优良，并且变形微小，耐蚀性良好。铝材料热挤压模在工作时温度可达600℃，挤压模工作部位尺寸精度要求高，不适于采用易起形变的高温表面强化处理，因而，可采用处理温度较低且成本低廉的S-N-C 渗、O-N-C共渗。中发现，铝型材热挤压模(H13钢）采用S-N-C共渗表强化时，模具的窄缝面（工作面）渗层质量较差，窄缝面硬度和渗层深度往达不到技术要求，并且很不均匀。为此，对H13钢热挤压模用正交试验法，便优化选择出热处理工艺。

正交试验的目的是为了使H13钢铝型材在高频感应加热设备热挤压模达到表面高硬度要求和平缓的硬度分布，以及设定渗层深度技术指标。提高模具表面硬度是提高热挤压耐磨性的主要手段之一;另一方面，平缓的硬度分布和一定的渗层深度，可保模具疲劳性能和高温疲劳强度稳定提高。试验对H13钢铝合金热挤压模S-l 共渗诸工艺参数采用正交试验筛选优化，综合渗层硬度和窄缝面渗层深度主要指标要求，选出***工艺为：共渗温度560℃，二硫化碳体积分数为1.2%，滴量为60滴/min，氨分解率为30%。通过设备改造和工艺优化，模具内外面渗层深度差控制在15%以内。S-N-C共渗层硬度分布中可以看出，硬度分布较平缓，符合要求。模具经优化高频感应加热设备热处理工艺后表面层不显脆性，性能优良。

铝型材热挤压模（H13钢）工作面（窄缝面）采用正交试验优化工艺进行3-N-C三元共渗后，解决了模具窄缝面不易渗入、硬度低与硬度不均、渗层深度不足及渗层深度不均匀等缺陷问题，热挤压模性能优良，满足了技术要求。