固体渗硫处理工艺在冷镦模具中的应用

　　我公司原来使用GCrl5整体模具冷墩滚子时寿命一般在2000粒左右，且在1000粒左右就出现明显的胀胎及垫伤现象。为提高模具寿命，降低模具消耗，试制了新设计的模具，为了降低模具成本，中模和模芯采用7Cr7Mo2V2Si钢，其他均采用GCrl5钢，如图1所示。试用时发现此材料自身发粘，致使模具在墩至不到300粒时，中模芯虽未损坏，但由于粘着使滚子毛坯出现严重的掉块现象，毛坯尺寸超差，模具报废。

　　经过大量试验，发现固体渗硫处理工艺可提高模具的耐磨性，同时能使表面粗糙度提高1-2级。经渗硫处理后，在金属表面形成一层厚0.2-0.3mm的FeS薄膜，具有良好的自润滑性能;同时由于FeS的多孔性能，可吸附润滑油，容易形成不易压破的油膜，因而减少了摩擦时分子间的咬合力，基本上消除了粘着现象，大大提高了模具的使用寿命。此工艺还具有操作简便，对人身无危害等优点。其工艺规程如下:

　　(1)准备工作。在进行渗硫处理以前，模具要经过去油，在热水中清洗之后干燥。需要时可采用碱液化学去油法。

　　(2)配料方法。固体渗硫剂的成分为硫化铁94%，氯化铵3%，石墨3%(粉状石墨可防止模具表面和渗硫剂互粘在一起)。配制时，将硫化铁捣碎成粉状，用50-100目的筛子筛选，与粉状石墨搅拌均匀，最后加入氯化铵。第二次配制时，新、旧渗硫剂的比例为1:4。

　　(3)具体步骤。①装箱时先在箱底撒一层厚20-30mm的渗硫剂，然后放上模具，模具之间相隔15-20mm，合上箱盖用耐火泥涂封。②装炉温度540-560℃，保温3-4h。渗硫处理后整箱取出空冷，待降温至100℃以下即开箱取出模具在热水中清洗。③在110-125℃的热油中加热5-10min，以防止发生腐蚀，之后用锯屑将模具擦净。④在200-220℃回火，2-3h以减少模具的回火脆性。

　　经渗硫处理后，模具表面呈灰色，硬度一般增加1-2 HRC。此模具墩至1万余粒没有发现粘着现象，并且冷墩毛坯正常，质量合格，尺寸变化小，模具寿命有明显提高。

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