[发明专利]一种环模复合硬化工艺

说明书

本发明公开了一种环模复合硬化工艺，包括以下步骤：真空淬火：将加工后的环模放至真空淬火炉体中，抽真空，升温加热进行真空淬火处理，淬火完成后，再进行回火，得到环模硬度HRC50‑52；表面渗氮：步骤1)得到的环模再进行加温，进行表面渗氮，使环模表面形成氮化物耐磨硬化层；保持炉压下，使得步骤2)得到的环模快速冷却，得到复合硬化后的环模。通过本发明复合硬化工艺得到的环模，表面氮化层具有良好的耐磨性能，制粒孔表面硬化层硬度达到HV≥800，同时，环模芯部的硬度降到HRC42‑48左右，增强环模的抗拉强度(提高韧性)。

技术领域

本发明涉及饲料加工环模，尤其涉及一种制备高硬度耐磨，同时保证整个环模具有一定的韧性的环模复合硬化工艺。

背景技术

环模是应用于颗粒机上的一种多孔易损件，壁薄，模孔密布，装配尺寸精度高。单一颗粒机通常会在安装有环模的情况下，同时配备有若干备用环模。在当前使用的环模损坏时，使用者可便捷更换环模，从而维持颗粒机正常的加工使用。环模工件呈环状设置，该工件的加工流程通常包括锻造、粗加工、热处理、精加工以及喷砂。

环模工件的热处理，一般为真空淬火，但真空淬火是对整个环模进行淬火，整个环模硬度比较高，这就造成了环模内应力较大，容易在饲料颗粒生产过程中发生开裂的风险，尤其是一些环模的工作面厚度较薄的，开裂的风险更大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有环模工作表面厚度较薄，开裂风险大的缺陷而提供一种制备高硬度耐磨，同时保证整个环模具有一定的韧性的环模复合硬化工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环模复合硬化工艺，所述复合硬化工艺包括以下步骤：

1)真空淬火：将加工后的环模放至加入真空淬火炉体中，抽真空，升温加热进行真空淬火处理，并且进行回火，达到硬度HRC50-55；

2)表面渗氮：步骤1)得到的环模，进行表面渗氮，使环模表面形成氮化物耐磨硬化层；

3)保持炉压下，使得步骤2)得到的环模快速冷却，得到复合硬化后的环模。

在本发明中，本发明先对环模进行真空淬火处理，脱脂除气，表面光亮，无脱碳或氧化，有利于材料机械性能的提高；再对环模进行表面渗氮处理，使环模表面特别是制粒孔表面形成一层≥0.1mm的氮化物耐磨硬化层，硬化层硬度达到HV≥800，同时，环模芯部的硬度降到HRC42-48左右，增强环模的抗拉强度(提高韧性)，达到饲料颗粒生产需要的理想状态，工作使用时间由平均1000小时提高到1300小时以上。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，升温分为三个阶段，第一阶段是匀速升温至700-750℃，保温30-60min；第二阶段是继续升温至800-850℃，保温30-60min；第三阶段是继续升温至1050-1060℃，保温100-150min，待温度升至第三阶段保温时间结束，通入氮气高压快速冷却；再升温至450-500℃，保持3-5h。

在本技术方案中，通过分阶段升温与保温，调节环模的金相组织提高环模的机械性能，同时减少环模在炉体外的暴露次数，提高热处理效率。

作为本发明的一种优选方案，步骤2)中，环模降温至300-500℃。

作为本发明的一种优选方案，步骤2)中，表面渗氮包括气体渗氮，液体渗氮或等离子体辅助渗氮。

在本技术方案中，本发明经真空淬火后，在芯部材料的表面先形成一层过渡区，然后进行表面渗氮，N原子会逐渐向芯部材料扩散，形成N浓度较低的氮化物组成的扩散区，最后在表面形成双相化合物区，使环模表面特别是制粒孔表面形成一层≥0.1mm的氮化物耐磨硬化层，硬化层硬度达到HV≥800，同时，环模芯部的硬度降到HRC42-48左右，增强环模的抗拉强度(提高韧性)。