H13模具鋼熱處理工藝優(yōu)化及表面滲氮處理研究.pdf

1、本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，以提高擠壓模具的使用壽命為目的，分析了取自生產(chǎn)實(shí)際的報廢H13鋼鋁型材擠壓模具滲氮層的失效形式，圍繞H13擠壓模具鋼的熱處理、滲氮工藝和熱處理狀態(tài)對H13模具鋼滲氮層的影響等三個方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并獲得如下主要結(jié)論： 1.H13鋼擠壓模具失效分析。 H13鋼熱擠壓模具滲氮層由于軟化、斷裂和塑性變形等導(dǎo)致和加速磨損而引起失效。 2.H13模具鋼的熱處理工藝優(yōu)化。 H13鋼經(jīng)1050℃淬

2、火后在560-600℃的溫度下回火兩次，可使其硬度達(dá)到較佳的使用范圍（HRC48-52），且韌性較好。 3.滲氮工藝對H13模具鋼滲氮層的影響。 采用滲氮工藝1處理的H13模具鋼表面滲氮層厚度達(dá)0.24mm，其中白亮層厚度約10μm，表面硬度950HV（約67HRC），表面化合物層結(jié)構(gòu)致密。采用滲氮工藝2處理的H13模具鋼表面滲氮層厚度約為25μm，沒有白亮層，表面硬度為52HRC。經(jīng)過滲氮工藝2二次滲氮后的H13模具鋼

3、表面滲氮層厚度未有增加，但模具表面形成了一層很薄的亮白氮化層，其厚度約為3μm，表面硬度為53.8HRC。 4.熱處理狀態(tài)對H13模具鋼滲氮層的影響。 滲氮前后芯部硬度相差不大，但滲氮處理后芯部組織進(jìn)一步穩(wěn)定；經(jīng)“淬火十二次回火”和“淬火+三次回火”的試樣滲氮后，滲氮層厚度均達(dá)到約0.24mm，致密化合物層厚度達(dá)10μm以上，表面硬度達(dá)950HV（約67HRC），且表面耐磨性較好。這兩種熱處理狀態(tài)下化合物層均由ε相（Fe

4、2N）、γ'相和Fe3O4構(gòu)成，擴(kuò)散層均出α-Fe、ε相（Fe3N）、CrN相和γ'相構(gòu)成，但各相含量有一定差別。而淬火態(tài)和“淬火+一次回火”態(tài)滲氮試樣未能獲得具有足夠好綜合性能的滲層組織。 綜合比較不同淬火加熱溫度，不同回火次數(shù)下H13模具鋼的組織和性能，不同滲氮工藝下H13模具鋼滲氮層的組織和性能，不同熱處理態(tài)滲氮H13模具鋼的化合物層及整個滲氮層厚度、滲氮層硬度及其向芯部的過度情況、滲層致密性及其缺陷和組織穩(wěn)定性，鋁型材擠