【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 潘應(yīng)君 ,吳新杰 ,張細(xì)菊 ,等 .Ｈ 13 模具鋼離子滲氮層的組織與性能 .金屬熱處 理 ,2020,28(5)理 :392 [2] 樓芬麗 ,張 開 ,章建華 ,等 .Ｈ 13 鋼的表面處理技術(shù) .金屬熱處理 ,2020,27(6):283 [3] 王智祥 ,張建新 .影響鋁擠壓模具壽命的因素分析 .模 具工業(yè) ,2020(2):494 [4] 彭文屹 ,吳曉春 ,閔永安 ,等 .Ｈ 13 鋼鋁合金壓鑄模的離子氮化 .表面技術(shù) ,2020,31(3):145 [5] 鄧汝榮 ,郭海濤 .鋁型材擠壓模的氣體軟氮化工藝 .鋁加工 ,1998,21(2):286 [6] 王桂堂 ,劉湘杰 .Ｈ 13 模具鋼低溫鹽浴碳氮釩共滲工藝 .模具工業(yè) ,1998,211(9):447 [7] 盧金生 ,陳秀玉 ,顧 敏 .模具鋼離子Ｏ Ｓ Ｎ共滲研究 .金屬熱處理 ,1994,19(2):168 [8] 陳國禧 ,勞麗娟 .Ｓ Ｃ Ｎ共滲工藝在 4Ｃｒ 5ＭｏＶ 1Ｓｉ鋼熱擠壓模 上的應(yīng)用 .金屬熱處理 ,1993,18(8):509 [9] 張照軍 ,張鬲君 .鋁型材熱擠壓模窄縫硫碳氮共滲 .金屬熱處理 ,2020,27(4):371 [10] 陳純馨 ,傅 強(qiáng) .稀土對(duì)Ｈ 13 鋼在鹽浴氮化中的影響 .新技 工藝 ,1999(3):321 [11] 胡正前 ,張文華 .稀土對(duì)復(fù)合表面處理Ｈ 13 鋼耐磨性和高溫抗氧化性的影響 .中國稀土學(xué)報(bào) ,1999,17(3):2801 [12] 胡正前 ,張文華 ,馬 晉 .Ｈ 13 模具鋼表面處理和熱疲勞 熱熔損性能 .特殊鋼 ,1997,18(5):241 [13] 劉志蘭 ,王耀宇 ,李 升 ,等 .4Ｃｒ 5ＭｏＳｉＶ 1 鋼熱作模具離子碳氮氧硫硼五元共滲工藝 .金屬熱處理 ,1997,22(8):351 [14] 揭曉華 ,董小紅 ,黃拿燦 ,等 .Ｈ 13 鋼碳、氮、氧、硫、硼五元共滲層的性能研究 .金屬熱處理 ,2020,27(7):211 [15] 韋綠梅 .Ｈ 13 ＲＥ熱作模具鋼激光淬火處理組織和性能研究 .機(jī)械工程材料 ,1996,20(4):311 [16] 陳 浩 ,潘春旭 ,潘 鄰 ,等 .激光熔覆耐磨涂層的研究進(jìn)展 .金屬熱處理 ,2020,27(9):51 [17] 朱蓓蒂 ,彭英姿 ,陶曾毅 ,等 .Ｈ 13 模具鋼表面激 光熔覆鈷基合金的研鋼 ,1994,15(5):381 [18] 鄒建新 ,吳愛民 ,劉振民 ,等 .Ｈ 13 鋼電弧沉積鋁膜及強(qiáng)流脈沖 電子束后處理的復(fù)合 性研究 .真空科學(xué)與技術(shù) ,2020,23(2):911 [19] 李永良 ,林文廉 .(Ｓｉ ,Ｎ )離子注入Ｈ 13 鋼注入層微觀結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能研究 .真空電子技術(shù) ,1997(5):162 [20] 李永良 ,李維超 ,周 固 ,等 .Ｃ +Ｔｉ雙離子注入Ｈ 13 鋼抗腐蝕結(jié)構(gòu)的分析 .核技術(shù) ,2020,24(1):332 [21] 沈麗如 ,鐵 軍 ,董玉英 ,等 .鋁型材擠壓模具離子注入表面強(qiáng)化 .真空 ,2020(3):372 [22] 馬芙蓉 ,張通和 ,梁 宏 ,等 .碳、鎢離子共注入Ｈ 13 鋼表面改性的研究 .北京師范大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),2020,38(1):45 致謝 在此 ,向幫助這篇論文順利完成的導(dǎo)師和同學(xué)表示感謝 ! 。 (3) QRO 80M， QRO 90 SUPREME是第 3代性能更加優(yōu)異的熱作模具鋼，可以采用與 H13鋼同樣的熱處理常規(guī)工藝和新工藝方法。 (2) H13鋼是第 2代性能優(yōu)異的中溫 (≤ 600℃ )熱作模具鋼，可用于制造比5CrNiMo， 5CrMnMo鋼有更高強(qiáng)韌性要求的熱鍛模和比 3Cr2W8V 鋼有更高熱疲勞性能要求的熱擠壓模、熱沖模。因此說明 QRo90 SUPREME鋼性能更適于熱作模具的工作條件。 (4) 力學(xué)性能：在常溫下， QRo 90 SUPREME鋼的力學(xué)性能與 H13鋼接近，但高溫強(qiáng)度高于 H13鋼。 (3) 熱疲勞性：經(jīng)過室溫一 (750177。如回火溫度 650℃ ， QRO90 SUPREME鋼的硬度 HRC為 41，而 H13 鋼的硬度 HRC僅 為 36． 5。二次硬化峰對(duì)應(yīng)的溫度為 540℃ 左右。此外， QRo 90 SUPREME鋼中加有微量硼，它易于聚集在晶界處，阻礙合金碳化物在晶界處析出，并使晶界原子擴(kuò)散減慢，所以 QRO 90SUPREME鋼的顯微組織較 H13鋼細(xì)，晶粒度分別為 9級(jí)和 7～ 8級(jí)。當(dāng)鋼加熱到 (1 050177。 QRO 90SUPREME鋼的含鉻量、含釩量稍有降低，添加了鉬，因鉻的碳化物相對(duì)減少了，使碳能充分地和釩、鉬結(jié)合，形成細(xì)小的彌散分布的 MC， M2C類型的碳化物。QRo 90 SUPREME鋼與 H13鋼相比在一 些重要的性能上得到了改進(jìn)和提高。目前，瑞典 UDDEHOLM 公司已 用最新的 UHBQRo 90 SUPREME鋼取代 UHB QRo 80M 鋼。 (2) UHB QRO 90 SUPREME鋼則是一種性能更加優(yōu)異的熱作模具鋼，現(xiàn)已進(jìn)入商品生產(chǎn)階段。因此，含有較少量鉻 (2． 5％ )的 QRO 80M 鋼反比 H13鋼具有更高的熱強(qiáng)性，略高于鎢基熱作模具鋼 3Cr2W8V，并且具有很好的韌性、熱疲勞性，通用性強(qiáng)，特別適用于制作既要耐高溫，又需高韌性、高熱疲勞性的熱擠壓模、熱沖模、熱鍛模、壓鑄模，尤其 適合于粉末壓制鍛模，因這類鍛模通常比普通鍛模與高溫合金接觸的時(shí)間更長，需要更高的熱強(qiáng)性。 (1) UHB QRO 80M 鋼是瑞典 UDDEHOLM 公司在 20世紀(jì) 80年代初開發(fā)的中低合金熱作模具鋼，是在 H10鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。例如，在 20世紀(jì) 70年代初，人們?cè)欢葘?duì)高合金馬氏體時(shí)效鋼用作壓鑄模感興趣，但它比 H13鋼低得多的導(dǎo)熱性顯著降低了注射速度。 傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，研制高級(jí)熱作模具的方法是尋求更高合金含量的鋼。近年來 ,又開展了金屬離子共注入Ｈ 13鋼的研究 [22],也取得了滿意的結(jié)果。雙離子 (如Ｔｉ +Ｃ、Ｔｉ +Ｎ、Ｍｏ +Ｃ、Ｗ +Ｃ、Ｖ +Ｃ等 )注入Ｈ 13鋼 ,通過調(diào)節(jié)注入離子的不同配比 ,能獲得更加優(yōu)異的注入層 ,性能改善比單注入好。金屬蒸汽真空弧放電離子源 (ＭＥＶＶＡ )問世后 ,以ＭＥＶＶＡ源為基礎(chǔ)的注入機(jī)由于設(shè)備簡單 ,束流強(qiáng)大 ,效率高 ,成本低 ,為高劑量金屬離子注入模具鋼的表面強(qiáng)化研究提供了有效手段。Ｓｉ及Ｓｉ +Ｎ離子注入都降低摩擦系數(shù)達(dá) 40%。而Ｓｉ離子注入可使這類高強(qiáng)度鋼表面的摩擦系數(shù)下降 40%～ 80%,耐磨性也有很大提高。離子注入技術(shù)早期研究集中在Ｎ離子的注入。這樣復(fù)合處理后 ,在模具表面產(chǎn)生約 10μｍ左右的致密氧化膜 ,即使在反復(fù)加熱、冷卻的熱應(yīng)力作用下 ,也不會(huì)出現(xiàn)氧化膜的開裂與脫落現(xiàn)象 ,有效地改善了模具表面的抗氧化能力、熱疲勞抗力、耐磨性等 力學(xué)性能 [18]。鋁在微秒級(jí)脈寬電子束作用下瞬時(shí)加熱到高溫 ,熔入基體表面 ,實(shí)現(xiàn)表面的鋁合金化 ,靠金屬基體良好的導(dǎo)熱性快速冷卻。強(qiáng)流脈沖電子束輻照處理技術(shù)作為一項(xiàng)新的電子束表面改性技 術(shù) ,日益受到國內(nèi)外重 視。激光熔覆技術(shù)以其加工精度高 ,熱變形小 ,后續(xù)加工量少等特點(diǎn)具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值 ,目前研究也比較熱門 ,但距離大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用還需做大量的研究工作。在 1000℃左右高溫下 ,涂覆層仍有很高的強(qiáng)硬性 ,是較理想的高溫模具耐磨合金 [15]。與等離子噴焊相比 ,激光熔覆可實(shí)現(xiàn)熱輸入的準(zhǔn)確和局部控制 ,節(jié)省高性能材料 ,其涂層缺陷率低 ,組織細(xì)密均勻 ,成分稀釋率小 ,熱影響區(qū)小 ,涂層強(qiáng)韌性明顯提高 [16]。由于得到以超細(xì)化高密度位錯(cuò)型馬氏體為主的組織 ,以及激光加熱后自回火過程中析出彌散碳化物 ,使得淬硬層硬度、抗回 火穩(wěn)定性、耐磨性及抗蝕性均顯著提高。 高能束流表面處理 (1) 激光表面處理近年來 ,隨著工業(yè)用大功率激光器的價(jià)格下降及激光應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟 ,Ｈ 13鋼模具表面的激光淬火、激光熔敷技術(shù)也有了較大發(fā)展。雖然熱疲勞裂紋起 源較早 ,但不向縱深擴(kuò)展 ,因而也改善了熱疲勞抗力。壽命提高 55%～ 75%。與Ｃ、Ｎ、Ｓ三元共滲相比 ,一套組合模擠壓的鋁型材由平均 19ｔ提高至 32 5ｔ 。 10℃ ,最佳時(shí)間為 5ｈ ,滴量為 90ｄ ｍｉｎ ,共 滲劑配比為Ｈ 3ＣＮＯ∶ (ＮＨ 2)2ＣＳ∶Ｈ 3ＢＯ 3∶ＲＥＣｌ 3=2020ｇ∶ 300ｇ∶ 16ｇ∶ 25ｇ。文獻(xiàn)[13]介紹 ,Ｈ 13鋼 870℃預(yù)熱 ,1040℃真空油冷淬火至 150℃出爐 ,590℃ 2次回火 ,硬度為 48～ 52ＨＲＣ。共滲后進(jìn)行 350℃ 20ｍｉｎ氧化處理 ,硬度為 891ＨＶ (不氧化的為 530ＨＶ ),能進(jìn)一步提高其耐熱蝕性能 [12]。第 1期曹光明 :Ｈ 13熱作模具鋼的表面熱處理土處理的1 30,耐磨性及高溫抗氧化性能顯著提高 [11]。在上述兩種情況下 ,加稀土處理后的Ｈ 13鋼 ,700℃ 4ｈ恒溫氧化增重減少到不加稀實(shí)驗(yàn)表明 ,加稀土后 ,在 30Ｎ輕載條件下 ,2ｈ的磨損失重量減少 40%,摩擦系數(shù)由 0 25降低到 0 22。Ｈ 13鋼經(jīng) 1020℃加熱后 ,在 500℃和 200℃兩種鹽浴中進(jìn)行兩級(jí)分級(jí)淬火 ,然后經(jīng) 580℃和 560℃兩次回火 ,硬度 46ＨＲＣ。滲層白亮層厚度 8 6μｍ ,擴(kuò)散層 0 151ｍｍ ,硬度為 1650ＨＶ 5(基體硬度為 48～ 52ＨＲＣ )。此工藝可使 模具窄縫面的處理效果提高 ,基本上使模具內(nèi)外面滲層深度差控制在15%以內(nèi) ,且滲層總體性能優(yōu)良 ,不顯脆性。實(shí)踐證明 ,Ｈ 13鋼鹽浴法Ｓ、Ｎ、Ｃ共滲比較適宜的溫度為 570℃ ,時(shí)間為 3ｈ ,表面硬度 950ＨＶ ,滲層致密 ,抗粘結(jié)性、耐蝕性及抗熱疲勞性能均較好 [8]。由于共滲表面形成ＦｅＳ和Ｆｅ 3Ｏ 4層 ,具有低硬度、層狀與微孔結(jié)構(gòu) ,能儲(chǔ)油 ,發(fā)揮固體潤滑劑的作用 ,使表面摩擦系數(shù)明顯降低 ,與離子滲氮相比 ,具有抗磨損、減小摩擦的特點(diǎn)。當(dāng)ＳＯ 2為 1 3%～ 1 6%時(shí)滲速最快 ,滲層較厚。實(shí)驗(yàn)表明 ,滲劑中隨著ＳＯ 2增加 ,滲層厚度有一最大值 。而采用上述Ｎ Ｃ Ｖ工藝后 ,一次可擠壓鋁型材 5 3ｔ ,壽命提高了 1倍多 ,效益明顯。由于在表面以下數(shù)十微米深度處仍有