气体软氮化对Cr12钢微观组织及摩擦学性能影响

冷作模具成型压力大、应力状态复杂，在工业生产中常常伴随过度磨损、疲劳失效等问题出现，因此在Cr12模具钢表面进行了软氮化工艺处理基础上，对比分析了有无氮化处理对材料硬度、表面耐磨性的影响，探讨了氮化处理前后表面的摩擦磨损特性。结果表明：氮化处理后Cr12钢出现由白亮层（厚度约3μm）和扩散层（深度达20μm以上）组成的渗氮层，其中白亮层氮元素含量较高，而在扩散层氮元素沿深度方向呈递减分布；Cr12钢氮化前后表面平均维氏硬度由HV₅₀=504.8提高到HV₅₀=653.4，磨损量由42969.6 μm³减少到3068.1 μm³，表明气体软氮化处理对Cr12钢表面硬度与耐磨性能均有显著提高；氮化处理的磨损表面以磨粒磨损为主，而未氮化处理磨损表面的疲劳剥落特征显著，并伴有强烈的氧化磨损现象。