20Cr2V2基表面含鈷超硬高速鋼的研究.pdf

1、超硬高速鋼一般指回火硬度在HRC67以上的高速鋼，具有耐熱性、耐磨性能好，硬度高等特點(diǎn)，是加工難切削材料、制造數(shù)控機(jī)床刀具和高速切削刀具必不可少的刀具材料。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，鈷系超硬高速鋼的產(chǎn)量已占到高速鋼總量的20％以上。但市場上鈷的價格昂貴，而且我國鈷資源較缺，因此含鈷超硬高速鋼生產(chǎn)很少。 表面冶金高速鋼是采用先進(jìn)的表面合金化技術(shù)，在普通碳鋼或低合金鋼表面滲入W、Mo、C等合金元素，通過淬火、回火使表面具有高速鋼萬分和性能的表

2、面合金層，充分利用表面的高硬度、紅硬性和耐磨性，以及基體的柔韌性，達(dá)到最佳的性能組合，同時可以大大降低合金成本。 本研究課題就是利用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)在20Cr2V2低合金鋼表面形成含鈷超硬高速鋼的一種工藝方法。本研究課題首先在20Cr2V2低合金鋼表面進(jìn)行W-Mo-Co共滲，使表層滲入一定的合金元素；接著在滲完金屬的試樣表面進(jìn)行固體滲碳，使?jié)B層表面表面基本達(dá)到或接近超硬高速鋼的成分；然后經(jīng)后續(xù)淬火、回火處理，獲得超硬高速鋼

3、的性能；最后本課題研究了與表面強(qiáng)化GCrl5鋼進(jìn)行耐磨性對比試驗(yàn)。 本研究課題獲得以下結(jié)果: 1、在世界領(lǐng)先的雙層輝光離子滲金屬鎢鉬表面高速鋼基礎(chǔ)上，提出表面含鈷超硬高速鋼的又一項(xiàng)新工藝，完善了雙輝表面冶金工藝技術(shù)，拓寬了使用范圍，具有廣闊的應(yīng)用前景。 2、20Cr2V2低合金鋼經(jīng)W-Mo-Co共滲后，表面含W量為11Wt％左右，含Mo量為6wt％左右，含Co量為12.5wt％左右。滲層與基體為冶金結(jié)合，滲層中的

4、柱狀晶組織與基體保持著一定的晶體學(xué)位相關(guān)系。 3、W-Mo-Co合金層經(jīng)固體滲碳，表面滲層75μm內(nèi)碳含量保持在1.2wt％以上，超過了平衡碳的計算值。 4、淬火回火后，表面硬度最高達(dá)1200HV(>70HRC)，并且由表及里逐步下降，呈梯度分布，在距表面100μm硬度為942HV(>67HRC)左右，滲層保持了很高的硬度，達(dá)到了超硬高速鋼的要求。625℃時，表面含鈷超硬高速鋼的紅硬性為856HV(65HRC)，高于含鈷

5、超硬高速鋼M42(59HRC)和Co5的紅硬性(62.2HRC)，可見表面鈷超硬高速鋼具有極強(qiáng)的抗回火軟化能力。 5、20Cr2V2低合金鋼經(jīng)W-Mo-Co共滲表面復(fù)合強(qiáng)化工藝處理后，碳化物主要類型為MC，M2C，M6C及Cr7C3型碳化物和一些少量的金屬間化合物(Co3W、Fe7M03)。 6、20Cr2V2低合金鋼經(jīng)W-Mo-Co共滲表面復(fù)合強(qiáng)化工藝處理后，與20Cr2V2低合金鋼強(qiáng)化處理相比，摩擦系數(shù)降低，表面幾乎