A têmpera geral convencional não é mais suficiente para atender à alta resistência ao desgaste superficial e aos requisitos de resistência e tenacidade da matriz dos moldes de fundição sob pressão.
O tratamento de reforço de superfície pode não apenas melhorar a resistência ao desgaste e outras propriedades dos moldes de fundição sob pressão, mas também manter resistência e tenacidade suficientes do substrato, ao mesmo tempo que evita que o metal fundido grude no molde e sofra corrosão. Isto é muito eficaz para melhorar o desempenho abrangente dos moldes de fundição sob pressão, economizando elementos de liga, reduzindo significativamente os custos, aproveitando totalmente o potencial dos materiais e utilizando melhor novos materiais.
A prática de produção tem mostrado que o tratamento de reforço superficial é uma medida importante para melhorar a qualidade dos moldes de fundição sob pressão e prolongar sua vida útil. Os processos de tratamento de reforço de superfície comumente usados para moldes de fundição incluem cementação, nitretação, co-cementação com nitrogênio e carbono, boronização, cromização e infiltração de alumínio.
1. Carbonização
A carbonização é atualmente um método de tratamento térmico químico amplamente utilizado na indústria mecânica. As características do processo são as seguintes: aço para matriz de baixa liga com teor de carbono médio a baixo e aço para matriz de alta liga com teor de carbono médio a alto são aquecidos a 900 graus -930 graus em um meio ativo (agente de cementação) para carbonização, permitindo que os átomos de carbono penetrem na camada superficial da matriz. Em seguida, são realizados têmpera e revenimento a baixa temperatura para dar à superfície e ao núcleo da matriz diferentes composições, estruturas e propriedades.
A carbonização é dividida em cementação sólida, cementação líquida e cementação a gás. Recentemente, também se desenvolveu em cementação em atmosfera controlada, cementação a vácuo e cementação com íon benzeno.
2. Nitretação
O processo de infiltração de nitrogênio na superfície do aço é chamado de nitretação do aço. A nitretação pode fornecer às peças do molde maior dureza superficial, resistência ao desgaste, resistência à fadiga, dureza vermelha e resistência à corrosão do que a cementação. Devido à baixa temperatura de nitretação (500-570 graus), a deformação das peças do molde após a nitretação é relativamente pequena.
Os métodos de nitretação incluem nitretação sólida, nitretação líquida e nitretação gasosa. Atualmente, novas tecnologias como nitretação iônica, nitretação a vácuo, nitretação catalítica eletrolítica e nitretação de alta frequência são amplamente aplicadas, o que encurta o tempo de nitretação e obtém camadas de nitretação de alta qualidade.
3. Co-infiltração de nitrogênio e carbono
A co-infiltração de nitrogênio e carbono é um processo de co-infiltração de nitrogênio e carbono em baixa temperatura (530 graus -580 graus) que infiltra simultaneamente nitrogênio e carbono em um meio contendo carbono ativado e átomos de nitrogênio, com infiltração de nitrogênio como método principal. A fragilidade da camada de co-infiltração de nitrogênio e carbono é pequena e o tempo de co-infiltração é muito menor que o tempo de nitretação. Após a co-difusão de nitrogênio e carbono, o desempenho da fadiga térmica dos moldes de fundição sob pressão pode ser significativamente melhorado.
As duras condições de trabalho exigem que os moldes de fundição tenham boas propriedades mecânicas em alta temperatura, resistência à fadiga a frio e a quente, resistência à erosão de metal líquido, resistência à oxidação e alta temperabilidade e resistência ao desgaste. O tratamento térmico é o principal processo de fabricação que determina essas propriedades.
O tratamento térmico dos moldes de fundição sob pressão consiste em alterar a microestrutura do aço, de modo que a superfície do molde obtenha alta dureza e resistência ao desgaste, enquanto o núcleo ainda tem resistência e tenacidade suficientes e evita efetivamente que o metal fundido grude no molde e corroendo. A escolha de processos de tratamento térmico adequados pode reduzir o desperdício e melhorar significativamente a vida útil dos moldes.
