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A têmpera geral convencional dificilmente consegue atender aos requisitos de alta resistência ao desgaste da superfície 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 da superfície do molde de fundição sob pressão, mas também manter a matriz forte e resistente o suficiente, ao mesmo tempo em que evita que o metal fundido grude no molde e o corroa. Isso é muito eficaz para melhorar o desempenho abrangente do molde de fundição sob pressão, economizando elementos de liga, reduzindo significativamente os custos, dando total liberdade ao potencial dos materiais e fazendo melhor uso de novos materiais.
A prática de produção mostra que o tratamento de reforço de superfície é uma medida importante para melhorar a qualidade dos moldes de fundição sob pressão e estender a vida útil dos moldes. Os processos de tratamento de reforço de superfície comumente usados em moldes de fundição sob pressão incluem: cementação, nitretação, nitrocarbonetação, boretação, cromagem e aluminização.
1. Cementação
A cementação é um método de tratamento térmico químico amplamente utilizado na indústria de máquinas. Suas características de processo são: aquecimento de aço de molde de baixa liga de carbono médio-baixo-alto e moldes de aço de alta liga de carbono médio-alto a 900℃-930℃ em um meio ativo de cementação (agente de cementação) para permitir que átomos de carbono penetrem na camada da superfície do molde, seguido de têmpera e revenimento de baixa temperatura, de modo que a superfície e o núcleo do molde tenham diferentes composições, estruturas e propriedades.
A cementação pode ser dividida em cementação sólida, cementação líquida e cementação a gás. Recentemente, ela se desenvolveu em cementação em atmosfera controlada, cementação a vácuo e cementação de íons de benzeno.
2. Nitretação
O processo de infiltração de nitrogênio na superfície do aço é chamado de nitretação do aço. A nitretação pode fazer com que as peças do molde obtenham maior dureza de superfície, resistência ao desgaste, desempenho de fadiga, dureza vermelha e resistência à corrosão do que a cementação. Como a temperatura de nitretação é baixa (500-570℃), a deformação das peças do molde após a nitretação é pequena.
Existem três tipos de métodos de nitretação: 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 utilizadas para encurtar o tempo de nitretação e obter camadas de nitretação de alta qualidade.
3. Nitrocarbonetação
A nitrocarbonetação é um processo de nitrocarbonetação de baixa temperatura (530℃-580℃) que simultaneamente infiltra nitrogênio e carbono em um meio contendo átomos de carbono e nitrogênio ativados, e principalmente nitretação. A camada de nitretação da nitrocarbonetação é menos quebradiça, e o tempo de co-carbonetação é muito menor do que o tempo de nitretação. Após o molde de fundição sob pressão ser nitrocarbonetado, seu desempenho de fadiga térmica pode ser significativamente melhorado.
Condições de trabalho adversas exigem que os moldes de fundição sob pressão tenham boas propriedades mecânicas em altas temperaturas, resistência à fadiga a frio e a quente, resistência à erosão de metal líquido, resistência à oxidação, alta temperabilidade e resistência ao desgaste, etc. O tratamento térmico é o principal processo de fabricação que determina essas propriedades.
O tratamento térmico do molde de fundição sob pressão é para alterar a estrutura estrutural do aço para que a superfície do molde obtenha alta dureza e resistência ao desgaste, enquanto o núcleo ainda tem resistência e tenacidade suficientes e, ao mesmo tempo, impede efetivamente que o metal fundido grude no molde e seja corroído. A escolha do processo de tratamento térmico apropriado pode reduzir o desperdício e aumentar significativamente a vida útil do molde.