冷作模具材料TD滲鉻碳化物覆層研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，這就對(duì)模具的性能提出了更高的要求，其壽命問題日漸突出。由于模具的損壞大多數(shù)是從其表面開始的，故必須進(jìn)一步強(qiáng)化模具的表面，可見研究和應(yīng)用先進(jìn)的表面改性技術(shù)對(duì)于提高模具的使用壽命、節(jié)約成本和提高生產(chǎn)率有著十分重要的意義。在現(xiàn)有的模具表面改性技術(shù)中，TD(Thermal Diffusion)鹽浴滲鉻技術(shù)因其具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)能力高、成本低、工件

2、冷卻方式可任意選擇等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是模具理想的表面改性技術(shù)之一。
　　 作者對(duì)冷作模具材料TD滲鉻處理進(jìn)行了初步探討研究，首先通過(guò)對(duì)比研究得出較為理想的鹽浴滲鉻配方，然后研究了不同工藝參數(shù)對(duì)覆層厚度的影響規(guī)律。運(yùn)用X射線衍射分析技術(shù)(XRD)、能譜分析等現(xiàn)代分析手段對(duì)覆層的組織形貌特征、物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析，并對(duì)覆層的硬度、耐磨性等性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的測(cè)試。通過(guò)試驗(yàn)研究和綜合分析，得到如下主要結(jié)論：
　　 1.考慮

3、覆層厚度、鹽浴揮發(fā)性和流動(dòng)性等因素時(shí)，采用((68.4BaCl2+7.6NaCl)+10Cr2O3+10NaF+4Al)鹽浴配方，T10鋼可在較低溫度下實(shí)現(xiàn)滲鉻。滲鉻覆層主要由Cr7C3相和少量的(Cr,Fe)7C3相組成，覆層厚度均勻，與基體冶金結(jié)合。
　　 2.對(duì)Cr12、T10和GCr15材料TD滲鉻研究表明，覆層厚度與基體中去除“平衡碳”后的含碳量幾乎成正比例關(guān)系；基體中的強(qiáng)碳化物形成元素，對(duì)覆層的生長(zhǎng)速率起到阻礙作用；

4、相同工藝條件下，覆層厚度及滲速隨溫度的升高與時(shí)間的延長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì)。
　　 3.覆層表面顯微硬度測(cè)試值在2000HV0.05以上，且隨基體硬度的增加和滲鉻時(shí)間的延長(zhǎng)，覆層表面硬度有增加的趨勢(shì)；滲鉻試樣橫截面顯微硬度測(cè)試表明，覆層硬度和基體硬度之間過(guò)渡較為平緩。
　　 4.滲鉻覆層可大幅度提高材料表面的抗磨粒磨損性能，磨損表面形貌顯示，與其他試驗(yàn)材料相比，TD滲鉻試樣表面的磨痕細(xì)而淺，覆層僅有部分脫落，表明覆層與基體冶金結(jié)合

5、狀態(tài)良好。對(duì)覆層表面顯微硬度壓痕分析表明，壓痕形貌的完整性、壓痕周邊和內(nèi)側(cè)裂紋的多少與基體對(duì)覆層的支撐有直接作用，表明TD滲鉻后基體強(qiáng)韌化處理對(duì)改善和提高覆層的抗壓及抗剝落性能有積極作用。
　　 5.滲鉻覆層具有良好的抗高溫氧化性能，經(jīng)800℃加熱處理，TD覆層顯微硬度仍達(dá)2017 HV0.05。
　　 6.滲鉻覆層具有優(yōu)異的耐鹽酸腐蝕性，腐蝕試驗(yàn)后的表面形貌顯示，TD滲鉻試樣較其基體材料表面存在較淺和較少的腐蝕坑，表現(xiàn)