W9Mo3Cr4V多元共滲工藝及性能研究.pdf

1、高速鋼因其優(yōu)良的紅硬性、耐磨性且具有一定的韌性，被廣泛用于制造各種工具及模具。然而這些工模具的工作環(huán)境甚為惡劣，在工作過(guò)程中經(jīng)常受到強(qiáng)烈的摩擦及劇烈的碰撞，容易發(fā)生磨損失效?；瘜W(xué)熱處理通過(guò)將活性物質(zhì)的原子（金屬或非金屬元素）滲入工件表層中，改變工件表層化學(xué)成分和組織，從而提高了工件表面硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性等性能。研究化學(xué)熱處理對(duì)于提高工模具及機(jī)械零件的耐用性，增加生產(chǎn)效率，降低工作成本有著非常重要的意義。本文針對(duì)高速鋼工模具相對(duì)

2、于硬質(zhì)合金等鋼種在使用過(guò)程中耐用性差的特點(diǎn)，采用多元共滲的方法對(duì)W9Mo3Cr4V高速鋼進(jìn)行熱處理，以獲得高耐磨及耐腐蝕的滲層，從而達(dá)到提高高速鋼耐用性的目的。
　　作者利用金相顯微鏡、掃面電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、顯微硬度計(jì)以及摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等儀器設(shè)備研究了W9Mo3Cr4V高速鋼多元共滲滲層的硬度、深度、組織形貌、化成成分，優(yōu)化了熱處理工藝；并比較了W9Mo3Cr4V高速鋼多元共滲前后滲層表面的耐磨性及耐腐蝕性。

3、獲得如下研究成果：
　　（1）在W9Mo3Cr4V高速鋼表面獲得最優(yōu)滲層的多元共滲（C、N、O、S、P五元共滲）工藝為：加熱溫度540℃，保溫時(shí)間4h，滲劑滴速80d/min；
　?。?）采用最佳多元共滲工藝參數(shù)制備的多元共滲層滲層結(jié)合牢固，最高硬度可達(dá)1200HV左右，滲層深度可達(dá)120μm左右；
　?。?）XRD分析表明，多元共滲層的最表層主要為Fe3O4、FeS與Fe3BO5，次表層主要為Fe3O4、Fe3N、F

4、e2N和一些其他的碳、氮化合物；
　　（4）經(jīng)摩擦磨損試驗(yàn)后多元共滲試樣的磨損量遠(yuǎn)小于未經(jīng)多元共滲處理的試樣，表明經(jīng)多元共滲處理的試樣耐磨性有了顯著的提高。FeS有著很好的減磨性能，使得共滲試樣在對(duì)磨過(guò)程中摩擦系數(shù)小于未共滲試樣，對(duì)磨痕形貌進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)在摩擦磨損過(guò)程中兩種試樣主要發(fā)生了磨粒磨損、粘著磨損、氧化磨損以及疲勞磨損；
　?。?）經(jīng)浸泡腐蝕試驗(yàn)后共滲試樣比未共滲試樣耐濕性好，表明多元共滲處理明顯改善了W9Mo3Cr