發(fā)布時間：2020-12-19 21:37

　　AISI H13（4Cr5MoSiV1）模具鋼具有高韌性、高紅硬性、高抗冷熱疲勞性等優(yōu)點(diǎn),是應(yīng)用最廣泛的工模具鋼之一,但由于其硬度和耐磨性較差,當(dāng)作為壓鑄鋁模具和無縫鋼管穿孔頂頭在高溫高壓環(huán)境工作時,會產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化、粘附和磨損現(xiàn)象,極大地降低了生產(chǎn)效率,增加了成本。可以通過等離子表面熱處理工藝對其進(jìn)行改善。本文通過對H13鋼分別進(jìn)行離子滲氮、離子氮碳共滲和離子滲硫等表面處理手段來改善其摩擦學(xué)性能。離子滲氮和離子氮碳共滲處理通過在表面生成以ε和γ′相為主的滲層來提高材料的耐磨性;而離子滲硫主要通過較低的溫度和較短的保溫時間在表面生成以FeS為主的滲硫?qū)觼磉_(dá)到減磨的效果。通過XRD、SEM等各種表征手段以及摩擦磨損試驗對處理后的材料進(jìn)行了微觀組織與摩擦學(xué)性能研究,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）在100 Pa恒壓條件下對H13鋼進(jìn)行離子滲氮處理,研究了不同溫度、氮?dú)鈿錃獗壤筒煌瑫r間條件下的摩擦學(xué)性能。首先,在N₂/H₂=1/2的氣氛中,分別以480℃、500℃和520℃條件下保溫6 h。結(jié)果表明,隨著溫度的升高,化合物層逐漸變厚,滲層厚度沒有發(fā)... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

H13頂頭穿孔模型:（a）無縫鋼管軋制過程，（b）頂頭穿孔過程,（c）磨損的頂頭Fig.1.1H13plugperforationmodel:(a)Rollingprocessofseamlesssteeltube,(b)perforationprocessofplug,(c)wornplug針對此種情況，國內(nèi)外眾多學(xué)者指出，H13作為以上工件的主要材料，在服役過

圖 1.2 氮化過程原理圖[8]Figure 1.2 The principle of plasma nitriding[8]滲氮，離子滲氮有以下優(yōu)勢：密，與基體結(jié)合強(qiáng)度高，不易脫落。為氣體法的 1/3-1/5，故節(jié)約能源，對環(huán)境友好，不會造成嚴(yán)過采用不同比例的氮?dú)鈿錃�，可生成不同離子法在機(jī)械、冶金、宇航等工業(yè)領(lǐng)域銹鋼無需預(yù)處理即可進(jìn)行滲氮過程。狀

化合物層中 ε、γ′兩相的比例，可以優(yōu)化工件的機(jī)械性能；隨著溫度的升高，已經(jīng)生成的 ε 相會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?γ 相，因此溫度是非常重要的一個可控變量，改變溫度可以獲得優(yōu)化的滲氮層，從而具有較高的耐磨性[21,22]。1.3.4 離子滲氮的工業(yè)應(yīng)用基于以上提到的離子滲氮一系列優(yōu)和研究現(xiàn)狀，我國離子滲氮的使用面一直在擴(kuò)大，且逐漸走向工業(yè)化進(jìn)行批量生產(chǎn)。例如，420(2Cr13)鋼的核電站控制閥的零部件,經(jīng)離子滲氮后基本上不發(fā)生畸變；材料為 42CrMo 鋼的輥端軸套是軋機(jī)傳動設(shè)備構(gòu)件和港口機(jī)械針輪零部件，經(jīng)離子滲氮后，表面硬度提高到了 600 HV，滲層厚度大于 0.8mm，大大提高了耐磨性和耐腐蝕性[23]；推土機(jī)用齒輪傳動件采用離子滲氮處理后，表面硬度增加，阻止了裂紋的產(chǎn)生，表面強(qiáng)度以及耐磨性都有所提高，極大地節(jié)約了成本[24]；對控制棒組件的 316L 不銹鋼包殼管進(jìn)行離子滲氮，很大程度的減少了磨損和疲勞，提高了耐磨性從而增加了使用壽命[25,26]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]軸承鋼的離子滲硫處理及固液復(fù)合潤滑機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 劉沅東.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2010

碩士論文
[1]控制棒包殼管離子滲氮工藝的研究[D]. 覃旭娟.上海交通大學(xué) 2015
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本文編號：2926617