Ti、Nb離子注入工模具鋼表面改性研究.pdf

1、離子注入技術(shù)在改善工模具材料的表面性能,減少材料損耗,提高機(jī)器使用壽命的研究中起到了重要作用.它具有與基體結(jié)合牢固、可添加不同離子而獲得所需表面特性、可控性和重復(fù)性好以及無污染等優(yōu)點(diǎn),近年來受到廣泛關(guān)注. 本文利用MEVVA源強(qiáng)流離子注入機(jī),將能量為105 keV,劑量為0.5×10<'17>ions/em<'2>～5.0x10<'17>ions/em<'2>的Ti離子和能量為120 keV,劑量為0.5×10<'17>ions

2、/cm<'2>～1.5×10<'17>ions/cm<'2>的Nb離子,分別注入H13、Cr12MoV、W18Cr4V、M2和65Mn幾種典型的工模具鋼中；采用表面性能測(cè)試方法對(duì)注入前后材料表面的綜合性能(硬度、摩擦系數(shù)、耐磨性和耐蝕性)進(jìn)行測(cè)量；利用SEM、AES、XPS和EDX等分析手段對(duì)注入前后的材料表面形貌,注入元素的化學(xué)價(jià)態(tài)及濃度分布等進(jìn)行分析. 研究結(jié)果表明:經(jīng)過Ti離子注入后的H13、Cr12MoV、W18Cr4V

3、、M2和65Mn鋼表面的顯微硬度和抗磨損性能均有所提高,摩擦系數(shù)下降；耐蝕性提高,腐蝕速度減慢；并在表面形成化合物,減輕了材料表面鐵元素的氧化；注入元素Ti在基材中的濃度呈現(xiàn)高斯分布,在約為102 nm/處達(dá)到約為44﹪的峰值濃度,注入深度大于250 nm；Nb離子注入后,不僅改善了H13、Cr12MoV和M2鋼表面的耐蝕性,顯微硬度和抗磨損性能均有所提高,而且Cr12MoV和M2鋼的摩擦系數(shù)有所下降. 通過本論文工作為今后金屬