H13鋼表面PN+MOPCVD復合處理工藝研究.pdf

1、模具的失效絕大多數(shù)是從表面開始的,因而利用各種表面處理技術(shù)在模具表面形成具有一定厚度的強化層以提高模具各種性能和延長其服役壽命具有重大意義。滲氮作為一種表面擴散工藝開發(fā)至今己70余年,現(xiàn)在使用較普遍的技術(shù)是氣體滲氮和離子滲氮。對于離子滲氮,其工藝簡單,滲氮時間短,滲層較深,但表面顯微硬度較低,而氣相沉積可以把表面顯微硬度提高相當高的水平,但鍍層較薄,還是不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。把滲氮與氣相沉積相結(jié)合的復合處理技術(shù)則是一項更新的技術(shù),近些年

2、引起了廣泛注意。
　　 本文采用離子氮化(PN)及金屬有機物等離子體化學氣相沉積(MOPCVD)復合處理方法在熱作模具鋼H13上制備強化層及TiiCN薄膜。采用X-射線衍射儀、金相顯微鏡和顯微硬度儀等分析手段,重點研究了滲氮溫度和時間、滲氮氣氛以及工作氣壓對離子滲氮滲氮層組織及性能的影響;采用顯微硬度測試研究了TPT蒸發(fā)溫度對MOPCVD法沉積TiCN膜硬度的影響,從而獲得了高硬度的TiCN膜,并采用XRD、SEM及能譜分析等方

3、法對其物相結(jié)構(gòu)和組織形貌進行分析和觀察,用顯微硬度測試和劃痕試驗對其性能進行評價,得出如下研究結(jié)果：
　　 (1)通過優(yōu)選,得出H13鋼離子滲氮處理的條件為：溫度為540～560℃,滲氮時間為4～6 h,工作氣壓為533～1066 Pa。這樣既可以保證H13鋼表面有足夠的化合物層和擴散層厚度,又有較好的強韌性。
　　 (2)TPT最佳的蒸發(fā)溫度為105℃,在此條件下制備下的TiCN薄膜,其表面較為光滑,顆粒細小,膜厚約1