Cr12MoV钢等离子体氮碳共渗工艺及稀土催渗

对Cr12MoV钢在510 ～520 ℃、NH3流量为60 mL/min时不同时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同等离子体共渗炉压的氮碳共渗工艺进行了研究.通过金相、XRD、SEM、EDS、摩擦磨损实验,探究了氮碳共渗优化工艺及稀土加入对Cr12MoV离子氮碳共渗的影响.结果表明:对于冷作模具钢Cr12MoV,时间为10 h、NH3/CO2为10∶1、炉压为500～700 Pa时,实验效果优化.另外,随着稀土镧的加入,渗层增厚且白亮层更致密,硬度梯度更平缓,氮碳共渗效果更佳.     

SDC99钢盐浴TD法制备VC覆层形成机理的研究

对冷作模具钢SDC99盐浴渗V中VC覆层形成机理进行了研究.采用高分辨SEM和金相显微镜观察了渗V试样的横截面形貌及VC覆层微观形貌,并利用EDS对表面元素进行了能谱分析,利用XRD对盐浴试样表层进行了物相结构分析;采用原位纳米力学测试系统TriboIndenter对渗V试样截面硬度梯度进行了测试.结果表明:盐浴温度越高,在相同浸渗时间下形成的覆层越厚;VC覆层硬度约为22GPa,远高于基体硬度7.0GPa,覆层与基体之间硬度以较缓速度下降,表明界面处基体组织能对VC覆层起到良好的支撑作用.覆层生长的过程为:初始晶粒形核、长大,并有亚微晶粒在其表面生长;受钢中C活度的影响,覆层晶粒长成等轴晶,越靠近基体与覆层的界面,晶粒尺寸越小.在覆层晶粒生长初始阶段,SDC99钢上晶粒生长择优取向从(200)晶面转变为(111)晶面,随着时间的延长,覆层晶粒生长无明显择优取向,生长为等轴晶.     

SDC99钢盐浴碳化钒覆层生长动力学及其摩擦磨损性能的研究

本文研究了SDC99钢TD法盐浴渗钒在不同温度,不同时间下的覆层厚度,建立了覆层生长动力学模型,并以Cr12MoV和T10钢作为对比试样,表明基体中的固溶碳含量控制覆层厚度及生长速率.覆层的力学性能测试结果显示,经TD渗钒后材料表层的硬度超过24 GPa,较渗钒前提高了约4倍,且耐磨损性能得到大幅度提高.     

H13钢低温等离子体渗硼层的热熔损性能

研究喷丸预处理的H13钢低温等离子体渗硼试样的耐铝合金热熔损的性能.结果表明,经喷丸预处理的H13钢试样在590℃等离子渗硼2 h后,表面获得高硬度的硼化物层,其硬度值达10 GPa,厚度约为2 μm.通过动态热熔损实验,发现低温渗硼试样耐铝合金热熔损性能明显优于原始试样,并且当熔损时间较短时其耐热熔损效果尤其突出.     

SDC99钢离子氮碳共渗及稀土催渗

为探究SDC99冷作模具钢优化的氮碳共渗工艺,对其在不同温度、时间、气压、电压条件下的离子氮碳共渗效果开展研究。结果表明,在530℃×12 h、450~500 Pa、800~850 V、NH3/CO2为16∶1时,氮碳共渗效果较好,渗层深度为160~170μm,化合物层可达4~6μm,表面硬度为1100 HV0.3;随着稀土铈的加入,渗层深度增厚至210~220μm,化合物层可达8~10μm,其中γ'相含量由26.2%增至37.1%,表面硬度达1150 HV0.3,硬度梯度变平缓。稀土催渗样的磨损率比原始试样降低47%,耐磨性显著提高。     

SDAH13钢铝含量和离子氮化工艺优化及高温磨损性能

铝元素对模具钢的离子氮化工艺和性能具有重要影响,适当的铝含量可以改善模具钢渗层质量,显著提高其表面硬度和耐磨性。通过正交试验和单变量试验研究了不同铝含量的SDAH13钢较优的离子氮化工艺及其高温磨损性能。利用OM、SEM、XRD表征了渗氮层的微观组织及物相,应用高温摩擦磨损试验机研究了SDAH13钢离子氮化前后的磨损性能,通过光学轮廓仪测量了磨损量并计算了磨损率,同时通过SEM观察了样品的磨损形貌并且进行了EDS能谱分析。研究结果表明:含铝质量分数为0.76%,氮化温度为540℃,保温时间14 h,炉压为400 Pa时,离子氮化效果较优;随着铝含量的增加,渗氮层厚度会减薄。在500℃条件下进行摩擦磨损实验时,与未氮化试样的磨损率比较,采用较优渗氮工艺进行离子氮化的Al0.76-SDAH13钢的磨损率能降低45%,其耐磨损性得到了显著提高。     

SKD11钢的离子氮碳共渗工艺及其稀土催渗研究

为了探究SKD11钢的优化氮碳共渗工艺,对SKD11钢在530℃不同共渗时间、不同炉内气压、NH3/CO2不同气氛比值情况下的离子氮碳共渗进行了研究.运用XRD、SEM、显微硬度、摩擦磨损试验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.试验结果表明:对于冷作模具钢SKD11,时间为10 h、NH3/CO2为10∶1、炉内气压为500～700 Pa时,氮碳共渗效果相对最好.另外,在上述优化工艺基础上,随着稀土La的加入,渗层变厚且渗层与基体结合更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更好.     

DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究

为了探究DC53钢的优化氮碳共渗工艺,对DC53钢在530℃不同共渗时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同炉内气压情况下的离子氮碳共渗效果进行了研究.运用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度、摩擦磨损实验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.研究表明:对于冷作模具钢DC53,10 h、NH3/CO2为15∶1、炉内气压为800～1000 Pa时,氮碳共渗效果最好;随着稀土镧(La)的加入,渗层变厚且渗层与基体更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更佳.     

SDC99钢TD法盐浴渗钒层结合力及摩擦磨损性能

使用优化工艺对冷作模具钢SDC99进行TD法盐浴渗钒,获得了厚度约13 μm的VC渗层,并对其截面形貌、物相、结合力、显微硬度梯度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,渗后截面由表及里为渗钒层、过渡层、基体;渗钒层主要由VC相组成,同时还有一些VC_x(x=0.65~0.90) 相;渗层到基体的硬度呈下降趋势;渗层与基体结合强度约为72 N;经过TD处理的试样比未经处理的试样磨损体积减少70%,VC渗层的磨损机理为试样表面初期产生犁沟,随磨损试验的进行逐渐产生微裂纹并不断扩展,最终导致渗层呈薄片状剥落,表现为疲劳磨损的特征。     

H13钢低温固体渗硼及其热熔损性能的研究

采用低温固体粉末渗硼法对H13钢基体表面进行稀土催渗下的渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析渗硼层的组织形貌和物相组成,并对未渗硼和低温渗硼试样的热熔损性能进行了对比研究。结果表明:H13钢经580℃粉末渗硼10 h后,其表面形成了一层连续致密的硼化物层,厚度约10μm,硬度约19 GPa。渗硼层主要由FeB和Fe2B两相组成。稀土元素的渗入,可以降低活性硼原子在基体中的扩散激活能,从而显著加快其在基体表层中的扩散速率。由于渗硼层隔绝了铝合金熔液和基体直接接触,渗硼试样的抗热熔损性能大幅提高。