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H13模具鋼的氮化處理

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人氣:-發(fā)表時(shí)間:2022-05-25 16:54【

  H13(4Cr5MoSiV1)鋼具有較高的韌性和優(yōu)良的耐冷熱疲勞性能,是一種強韌兼備且質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的工模具鋼。為提高工模具表面硬度、耐蝕、抗粘結等性能,生產(chǎn)中通常需進(jìn)行表面氮化處理,在保持工模具芯部原有強度與韌性的同時(shí)有效地提高模具的表面強度。
  對H13模具鋼的氮化處理已有很多研究報道,但實(shí)際生產(chǎn)中仍然存在一些技術(shù)問(wèn)題。通常,為了獲得氮化處理后模具芯部與表層性能良好的匹配,氮化處理前應對該模具鋼進(jìn)行適當的熱處理,一般的熱處理工藝是淬火+兩次回火,但也有人提出淬火+一次回火的處理工藝,對于某些大型模具甚至采用淬火+三次回火的處理;而氮化處理過(guò)程本身也相當于一次回火處理,對氮化層將產(chǎn)生明顯的影響;甚至氮化前只進(jìn)行淬火處理也可使模具表面滲層獲得足夠高的硬度。關(guān)于這種氮化前工模具的熱處理狀態(tài)對氮化后滲層的組織與性能的影響規律及機理,一直缺乏系統深入的研究,而這些因素將直接影響實(shí)際生產(chǎn)成本與生產(chǎn)效率。
  為此,通過(guò)系統的試驗,綜合比較和分析了氮化前的淬火、淬火+一次回火、淬火+兩次回火及淬火+三次回火四種不同熱處理狀態(tài)對H13模具鋼氮化后的表面滲層組織與力學(xué)性能的影響規律,為實(shí)際生產(chǎn)工藝的制定提供參考。
(1)淬火態(tài)H13鋼氮化后,表面沒(méi)有出現常規的白亮層和擴散層,表層到芯部的硬度均在HV980左右。三種調質(zhì)態(tài)H13鋼氮化后,氮化層的厚度都約為0.24mm,其中化合物層厚度依次為:6、10、11μm。表面硬度均約為HV950?;衔飳佑?amp;epsilon;相(Fe2N)、γ′相和Fe3O4構成,擴散層由α2Fe、ε相(Fe3N)、CrN和γ′相構成,但各相含量有一定差別。
(2)H13鋼的淬火+二次回火或淬火+三次回火試樣氮化后,表面化合物層結構致密,幾乎沒(méi)有針狀組織,擴散層中有少量脈絡(luò )狀氮化物。因而綜合比較幾種熱處理態(tài)氮化試樣的化合物層及整個(gè)氮化層厚度、氮化層硬度及其向芯部的過(guò)渡情況、滲層致密性及其缺陷,H13鋼的淬火+二次回火或淬火+三次回火試樣氮化后的表面性能較佳。

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