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　　真空鋁型材擠壓模具離子注入表面強化沈麗如丨鐵軍董玉英丨謝峰丨徐麗云李炯丨譚軍丨陳克茂陳洪再2，吳錫坤2（1核工業(yè)西南物理研究院，四川成都610041 2廣東興發(fā)鋁型材廠(chǎng)，廣東528219）的經(jīng)濟效益。我院與廣東興發(fā)鋁型材廠(chǎng)合作，將離子注入技術(shù)應用于鋁型材生產(chǎn)，對鋁型材擠壓模具進(jìn)行了表面改性處理51只離子注入改性后的模具在線(xiàn)表中的注入劑量是Ti和C或N的總劑量可見(jiàn)，離子注入在材料近表面形成了TC/TN、Fe2T、FeN和FeC含量增高，表面洛氏硬度得到提高。其中單一注入T+效果不如混合注入明顯。

　　表1 H13鋼注入工藝參數及X4衍射測試結果2擠壓模具的離子注入實(shí)驗21離子注入改性模具擠壓模具的離子注入實(shí)驗中，選用了1800噸和880噸兩種類(lèi)型的組合模具進(jìn)行離子注入處理。注入工藝選用了（T+C）和（T+N）混合注入，注入參數選用上述佳注入參數范圍（6~ 1017m1注入過(guò)程中，模具表面溫度控制在500°C以下，避免表面退火而降低注入效果。經(jīng)離子注入處理后的擠壓模具，表面光潔度得到改善，模具形狀和幾何尺寸精度未降低；用離子注入改性模具擠壓出的鋁型材手感更加光滑、細膩，光亮度提高22在線(xiàn)試驗結果將離子注入改性的擠壓模具和未注入改性的模具進(jìn)行了實(shí)際擠壓鋁型材對比測試試驗試驗中，為了保證測試數據的準確性，從修模、熱處理、滲氮和鋁型材擠壓參數等方面盡量保證一致。雖然如此，由于模具材料初始條件、人工修模以以及鋁實(shí)驗中，首先進(jìn)行了少量不同注入工藝的對比實(shí)驗，以進(jìn)行參數優(yōu)化為不同劑量（T+C）離子注入擠壓模具的對比試驗結果，3工件的注入參數效果好，中間使用壽命平均提高了2078為不同劑量（T+N）離子注入擠壓模具的試驗結果，其中4樣品的注入參數好，中間使用壽命平均提高了108.（T+C）離子注入的效果比（Ti+N）離子注入好。這可能是由于C的注入更有助于降低模具表面的摩擦系數。從擠壓鋁型材時(shí)的擠壓參數來(lái)看，注入（T+C）離子的模具的電流小于注入（T+N）離子的模具。但考慮到注入機的實(shí)際情中主要采用了（T+N）混合注入改性工藝在工業(yè)批量生產(chǎn)中共計處理了模具105只，已進(jìn)行了51只對比實(shí)驗。其中，（T+C）注入的模具有5只，且都有效果，中間使用壽命平均提高了1436；（T+N）注入的模具有46只，其中有8只沒(méi)有效果，有38只模具平均提高了1395.經(jīng)分析，8只離子注入模具沒(méi)有效果主要是模具本身的缺陷造成擠壓出的鋁型材厚薄不均、底拱或側拱、不平等原因造成的為在1800噸壓機上模具離子注入前后的使用對比結果10只離子注入的模具中有3只模具無(wú)效果，其余模具的中間使用壽命比離子注入前提高了1C以上的模具占了70，提高了50以上的模具占了50，提高了100以上的模具占了30，7只模具平均提高了1171.為在1800噸壓機上的新模具離子注入與未注入的使用對比結果（所選擇的對比模具為同類(lèi)型模具）可知，11只離子注入的模具中有1只模具由于總是底拱而無(wú)法1800噸壓機上舊模具離子注入前后的中間使用壽命1458為880噸壓機上新模具離子注入與未注入的使用。結果i（所選擇的對比模具為同類(lèi)（型PublishingHouse.Allrights為880噸壓機上舊模具的離子注入前后的使用結果從中可看出，離子注入的17只模具中有4只無(wú)效果，其余模具的中間使用壽命比離子注入前平均提高了10以上的模具占了765，提高了50以上的模具占了588，提高了100以上的模具占了471，13只離子注入模具平均提高了3討論與結論經(jīng)離子注入后，模具總的中間使用壽命平均提高了14C，改善了鋁型材的表面光潔度。經(jīng)離子注入的新模具的中間使用壽命的增長(cháng)率高于舊模具12；新模具離子注入改性的有效率達90~ 100，而舊模具的有效率僅為70~80究其原因是模具的修復都是人工進(jìn)行，由于模具的損壞形式各異，以及修模的人員差異等因素，使得模具表面狀態(tài)不同所至，表現出修模質(zhì)量在鋁型材生產(chǎn)中的重要性。

　　對于不同的擠壓力情況下，離子注入模具的中間使用壽命的增長(cháng)率也不同。在1800噸壓機上離子注入模具的中間使用壽命平均增長(cháng)率為126；在880噸壓機上，離子注入模具中間使用壽命平均增長(cháng)率為153，比在1800噸壓機上高2晚；由此推斷：目前的離子注入工藝提高模具的中間使用壽命的主要機制可能是離子注入提高了模具的表面硬度在對比實(shí)驗中，更換模具的原因有：擠壓出的鋁型材表面產(chǎn)生粗紋、拉溝、割開(kāi)、棒雜拉爛底拱側拱及扭擰等等，其中大多數是由于鋁型材表面產(chǎn)生粗紋而更換模具。這些粗紋主要是由于模具表面磨損造成的。模具的磨損主要是由于鋁材原料中含有較多的AW3顆粒以及高溫、高壓下的沾著(zhù)磨損導致的。

　　13鋼擠壓模具離子注入表面改性工藝改進(jìn)方向還是以提高表面硬度和降低表面摩擦系數為主。