熱作模具H13鋼鉻釩稀土多元共滲層的組織性能研究.pdf

1、模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一種極其重要的工藝設(shè)備，對工業(yè)生產(chǎn)的重要性不言而喻。伴著模具工業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)對模具的表面性能所提出的要求也越來越高。作為一種先進(jìn)的模具表面改性技術(shù)，TD(Thermal Diffusion Carbide Coating Process)處理不僅能夠很大程度上改良模具表面的綜合性能，延長其使用壽命，又因為設(shè)備簡單、操作方便、環(huán)境親和性好，生產(chǎn)成本低，近些年來被廣泛應(yīng)用。為了綜合滲釩層和滲鉻層的優(yōu)點，獲得綜合性能優(yōu)

2、良的覆層，本文采取TD鹽浴鉻釩共滲作為實驗研究方法。
　　稀土元素電子結(jié)構(gòu)特殊、性質(zhì)活潑，能加強(qiáng)熱處理鹽浴活性、促進(jìn)金屬原子滲透且我國稀土儲量豐富。為了提高覆層性能，使資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，將稀土元素引入TD鉻釩共滲處理。本文對TD鉻釩稀土多元共滲覆層組織和性能進(jìn)行研究，分析稀土對鉻釩共滲層性能的作用。
　　利用金相顯微鏡、顯微硬度測試儀、三維掃描儀、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、能譜分析儀（EDS）等儀

3、器，本文對熱作模具鋼H13（4Cr5MoSiV1）和45鋼進(jìn)行TD鉻釩稀土多元共滲并探討較優(yōu)的配方及工藝。通過觀察所得覆層組織結(jié)構(gòu)、分析物相成分、性能測試，總結(jié)稀土元素對覆層性能的影響并分析其原因。從熱力學(xué)和動力學(xué)方面對鉻釩稀土多元共滲覆層的形成進(jìn)行理論討論。經(jīng)過試驗研究和綜合分析，主要得到以下幾點結(jié)論：
　　1.兩種材料所得共滲覆層形貌均勻、致密、平整，主要由Cr7C3、Cr23C6、VC三相組成，鉻的碳化物主要分布在覆層外層，

4、釩的碳化物主要集中在內(nèi)層；
　　2.得到關(guān)于H13鋼和45鋼的TD鉻釩稀土多元共滲的較優(yōu)配方和工藝：使用配方Na2B4O7+ NaF+3％RE+供釩劑、供鉻劑，經(jīng)960℃×6hTD處理能得到較優(yōu)綜合性能的鉻釩稀土多元共滲層，其覆層厚度分別為：5.61μm、8.77μm；硬度分別為：2026HV0.05、2167HV0.05；
　　3.在同種工藝下，稀土的添加會增加鉻釩共滲層的厚度、硬度，耐磨性和抗高溫氧化性能也有大幅提升，并