本文關鍵詞：合金鋼刀具激光硬化和離子多元共滲復合強化機理研究

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【摘要】：H13鋼作為低合金鋼,具有優(yōu)良的機械性能,其硬度、耐磨性較高,可以用來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。為了進一步改善H13鋼刀具的切削性能,可對其表面進行改性處理,以延長其使用壽命。有關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用到刀具的表面強化處理中,實驗表明這兩種工藝都可提高刀具材料表面的硬度、耐磨性。但關于將兩種工藝技術復合處理刀具材料的研究目前未見報道過。本文通過研究激光相變硬化作為前處理與離子多元共滲復合強化工藝,以為該技術的發(fā)展提供一些工藝參數(shù)及經(jīng)驗。本文通過激光相變硬化、離子多元共滲、激光硬化+離子多元共滲復合處理H13鋼刀具材料,利用顯微鏡硬度計、金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X衍射儀和摩擦磨損試驗機來研究復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。實驗研究表明:(1)當光斑直徑設定在0.5mm,激光功率設定在150W,掃描速度為200mm/min時,激光相變硬化表面效果最好。(2)激光硬化+離子多元共滲復合強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+離子多元共滲復合處理的試樣比僅離子氮化處理的試樣處理時間更短。(4)在已設定的的激光處理參數(shù)下,H13鋼在溫度500℃,處理時間6小時進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,表面晶粒變細小,微觀組織缺陷密度大大增加,從而導致共滲層滲氮增加,氮化物分布均勻性增加,最終使復合層的硬度、耐磨性明顯高于單一滲氮層。(6)經(jīng)激光相變硬化+離子多元共滲復合處理后,H13鋼試樣表面共滲后主要有ε、γ′和α-Fe相構成。其中復合處理層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+離子多元共滲復合處理后試樣的耐磨性增加。綜上所述受晶粒細化和表面氮化合物增多的影響,復合層的硬度、耐磨性都明顯高于單一滲氮層和激光硬化層。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG161;TG711

【參考文獻】

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本文編號：1175945