低溫鹽浴氮碳釩共滲工藝研究.pdf

1、模具表面強(qiáng)化技術(shù)主要通過改變模具表層成分、組織，從而顯著提高模具的硬度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性、抗熔性、抗咬合性，達(dá)到提高模具極限壽命的目的。目前常用的表面強(qiáng)化方法，如表面淬火、表面擴(kuò)散化學(xué)熱處理、氣相沉積、表面涂鍍技術(shù)等已經(jīng)日益的發(fā)展成熟，而隨著激光、稀土元素以及納米技術(shù)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，一些新型表面工程技術(shù)也逐漸應(yīng)用到模具的表面強(qiáng)化領(lǐng)域，進(jìn)一步推動了模具表面技術(shù)的不斷發(fā)展。 本文結(jié)合湖南長沙振升鋁材公司H13鋼擠壓模具實(shí)際生

2、產(chǎn)情況以及模具在使用中的工作環(huán)境，對模具的制造工序進(jìn)行了改進(jìn)，有效降低了模具的各類失效。此外工序改進(jìn)后，發(fā)現(xiàn)模具失效主要集中在磨損和裂紋兩個方面，裂紋失效的主要原因是模具設(shè)計(jì)不合理造成；而磨損失效則在于所使用的H13模具鋼中，Cr、V等合金元素的含量大都處于國家標(biāo)準(zhǔn)的下限。 本文在系統(tǒng)了解國內(nèi)外模具表面強(qiáng)化技術(shù)的前提下，提出低溫鹽浴氮碳釩共滲工藝。采用氮碳共滲基鹽作為鹽浴的主要部分，輔以V2O5和還原劑，對45、T10及Cr12

3、MoV鋼在不同工藝條件下的共滲試驗(yàn)進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：控制鹽浴中CNO-的濃度在區(qū)域?yàn)?2～36％之間可以獲得較為理想的滲層深度；共滲過程中，CN-濃度一直保持較低的水平，其濃度對滲層深度影響不大；隨著鹽浴中V％的增大，鋼經(jīng)共滲后的硬度也隨之增大，V％控制在1.0～1.2％適宜；隨著共滲溫度的升高，滲層化合物深度也隨之增高，但是超過590℃后反而有所下降，570℃為最佳共滲溫度；隨著共滲時(shí)間的增長，滲層化合物深度也隨之增加，但超過4h

4、后表面疏松有所增加，共滲時(shí)間在2～4h為宜；隨著含碳量的增加，滲層深度也隨之增加，而合金鋼中碳化物形成元素增加，滲層深度隨之降低。 對H13鋼經(jīng)低溫鹽浴氮碳釩共滲的滲層組織、元素分布、滲層硬度以及滲層中的物相等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：H13鋼經(jīng)氮碳釩共滲處理后，滲層組織與經(jīng)鹽浴氮碳共滲處理后的滲層組織相類似，但氮碳化合物尺寸相對細(xì)小，分布更加彌散，滲層硬度遠(yuǎn)高于鹽浴氮碳共滲和滲氮處理的滲層硬度，從表層到心部的硬度分布狀態(tài)較氮碳