本文關(guān)鍵詞：合金鋼刀具激光硬化和離子多元共滲復(fù)合強(qiáng)化機(jī)理研究

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【摘要】：H13鋼作為低合金鋼,具有優(yōu)良的機(jī)械性能,其硬度、耐磨性較高,可以用來(lái)制作成刀具切削一般硬度的金屬材料,從而降低了生產(chǎn)成本。為了進(jìn)一步改善H13鋼刀具的切削性能,可對(duì)其表面進(jìn)行改性處理,以延長(zhǎng)其使用壽命。有關(guān)刀具的表面處理目前有很多,激光硬化處理、離子共滲處理都有應(yīng)用到刀具的表面強(qiáng)化處理中,實(shí)驗(yàn)表明這兩種工藝都可提高刀具材料表面的硬度、耐磨性。但關(guān)于將兩種工藝技術(shù)復(fù)合處理刀具材料的研究目前未見(jiàn)報(bào)道過(guò)。本文通過(guò)研究激光相變硬化作為前處理與離子多元共滲復(fù)合強(qiáng)化工藝,以為該技術(shù)的發(fā)展提供一些工藝參數(shù)及經(jīng)驗(yàn)。本文通過(guò)激光相變硬化、離子多元共滲、激光硬化+離子多元共滲復(fù)合處理H13鋼刀具材料,利用顯微鏡硬度計(jì)、金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X衍射儀和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)來(lái)研究復(fù)合表面改性層的微觀組織、成分和性能隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律,并分別與單純激光硬化和共滲工藝相比較。實(shí)驗(yàn)研究表明:(1)當(dāng)光斑直徑設(shè)定在0.5mm,激光功率設(shè)定在150W,掃描速度為200mm/min時(shí),激光相變硬化表面效果最好。(2)激光硬化+離子多元共滲復(fù)合強(qiáng)化工藝處理的試樣表面硬度明顯高于單一工藝處理。(3)在得到相同滲層厚度的情況下,激光相變硬化+離子多元共滲復(fù)合處理的試樣比僅離子氮化處理的試樣處理時(shí)間更短。(4)在已設(shè)定的的激光處理參數(shù)下,H13鋼在溫度500℃,處理時(shí)間6小時(shí)進(jìn)行離子多元共滲其表面硬度和滲層厚度較佳。(5)激光硬化后,表面晶粒變細(xì)小,微觀組織缺陷密度大大增加,從而導(dǎo)致共滲層滲氮增加,氮化物分布均勻性增加,最終使復(fù)合層的硬度、耐磨性明顯高于單一滲氮層。(6)經(jīng)激光相變硬化+離子多元共滲復(fù)合處理后,H13鋼試樣表面共滲后主要有ε、γ′和α-Fe相構(gòu)成。其中復(fù)合處理層Fe2-3N、FeS含量比單一共滲層明顯增多,殘余奧氏體減少。(7)經(jīng)激光相變硬化+離子多元共滲復(fù)合處理后試樣的耐磨性增加。綜上所述受晶粒細(xì)化和表面氮化合物增多的影響,復(fù)合層的硬度、耐磨性都明顯高于單一滲氮層和激光硬化層。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG161;TG711

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1175945