模具材料因素

• 化學成分：不同合金元素對軟氮化效果和疲勞強度影響各異。例如，含有 Cr、Mo、V 等元素的模具鋼，能形成穩(wěn)定的氮化物，提高表面硬度和耐磨性，增強疲勞強度。含碳量也很關鍵，碳含量較高時，可形成更多的碳氮化合物，提高硬度，但過高可能導致脆性增加，反而降低疲勞強度。
• 原始組織：模具材料的原始組織狀態(tài)，如晶粒大小、均勻性等對疲勞強度有重要影響。細晶粒組織比粗晶粒組織具有更高的強度和韌性，軟氮化后能更好地承受交變載荷，疲勞強度更高。組織均勻性好，可使軟氮化過程中元素擴散更均勻，形成的氮化層質(zhì)量更好，有助于提高疲勞強度。

軟氮化工藝參數(shù)因素

• 溫度：軟氮化溫度決定著氮原子的擴散速度和氮化層的形成質(zhì)量。溫度過低，氮原子擴散慢，氮化層薄且硬度低，對疲勞強度提升有限；溫度過高，可能導致氮化層組織粗大，出現(xiàn)疏松等缺陷，降低模具的疲勞強度。一般來說，常見的軟氮化溫度在 550 - 650℃之間，不同材料有其適宜的溫度范圍。
• 時間：軟氮化時間影響氮化層的厚度和性能。時間過短，氮化層未充分形成，無法有效提高疲勞強度；時間過長，可能使氮化層過厚，出現(xiàn)脆性相，導致疲勞強度下降。通常軟氮化時間在 2 - 10 小時不等，需根據(jù)模具材料和具體要求確定。
• 氣體成分：軟氮化常用的氣體有氨氣、氮氣、甲醇等，氣體成分比例對氮化效果至關重要。氨氣提供氮源，其含量過高，可能使氮化層中氮含量過高，產(chǎn)生脆性相；含量過低，氮化層生長緩慢。例如，氨氣與甲醇的比例不同，會影響氮化層的結構和性能，進而影響模具的疲勞強度。
• 壓力：爐內(nèi)壓力影響氣體與模具表面的接觸和反應。壓力過低，氣體與模具表面的反應不充分，氮化層質(zhì)量差；壓力過高，可能導致氮化層生長過快，結構不均勻。合適的壓力有助于形成均勻、致密的氮化層，提高模具疲勞強度。

后續(xù)處理因素

• 冷卻方式：軟氮化后的冷卻速度對模具的組織和性能有重要影響。快速冷卻可能在模具表面產(chǎn)生較大的熱應力，與殘余壓應力疊加，可能導致應力集中，降低疲勞強度；緩慢冷卻則可能使氮化層中的相發(fā)生轉(zhuǎn)變，影響其硬度和韌性。油冷、風冷等不同冷卻方式對疲勞強度的影響有所不同，需根據(jù)模具材料和尺寸等因素選擇合適的冷卻方式。
• 回火處理：回火能消除軟氮化過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力，穩(wěn)定組織，提高模具的韌性。回火溫度和時間選擇不當，可能無法有效消除應力，或使氮化層硬度降低過多，影響疲勞強度。一般回火溫度在 150 - 200℃之間，回火時間為 1 - 3 小時。