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SKD61模具鋼的表面處理工藝及應(yīng)用
⒈N—C共滲(軟氮化)
SKD61模具鋼中有較多的Cr、Mo等元素，軟氮化時(shí)能在表層生成穩(wěn)定的C、N化合物并彌散分布，有利于提高SKD61鋼熱作模具的耐蝕性、抗粘結(jié)性及抗熱疲勞性能，此外，這種化合物韌性好且耐磨，可減少模具表面的磨損。離子氮化時(shí)滲氮化合物中e相韌性低，膨脹系數(shù)大，對(duì)熱疲勞性能產(chǎn)生不利影響，軟氮化則能避免此缺點(diǎn)。
⒉N—C共滲
N-C共滲由于時(shí)間短，效果好，工藝較成熟而應(yīng)用廣泛。實(shí)踐證明，SKD61鋼鹽浴法S、N、C共滲較適宜的溫度為570℃ ，時(shí)間為3 h，表面硬度> 950 HV，滲層致密，抗粘結(jié)性、耐蝕性及抗熱疲勞性能均較好_2 。SKD61模具鋼材在S-N—C共滲時(shí)，若加入適量稀土，可使?jié)B層硬度提高，厚度增加，組織更加致密。
⒊多元共滲
比較典型的多元共滲工藝為C、N、O、S、B五元共滲。SKD61模具鋼材經(jīng)五元共滲后，在工件表面形成硼化物、碳化物和氮化物，起彌散強(qiáng)化作用，使工件表層的硬度明顯提高，擴(kuò)散層則滲入了氮和碳，硬度有所提高。對(duì)比試驗(yàn)表明，五元共滲的硬化效果比氣體滲氮和S、C、N三元共滲都好，雖然熱疲勞裂紋起源較早，但不向縱深擴(kuò)展，因而改善了熱疲勞抗力。廣東某公司為多家鋁型材廠生產(chǎn)處理熱擠壓模具，擠壓模多采用SKD61鋼制造，早先使用普通滲氮工藝，效果不盡人意，后改用C、N、O、S、B多元共滲，模具的耐磨性、熱疲勞抗力等性能均得到大幅度提高，使用壽命提高5～6倍，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 。
㈡高能束表面處理
高能束處理特點(diǎn)：加熱速度快，加熱面積可根據(jù)需要選擇，工件變形小，不需要冷卻介質(zhì)，處理環(huán)境清潔。
⒈激光表面處理
SKD61模具鋼材常規(guī)熱處理后硬度為50-53HRC，經(jīng)激光淬火，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，表面硬度高達(dá)60HRC。激光熔覆技術(shù)通過在模具表面覆蓋一層熔覆材料，以改善表面性能 。在SKD61模具鋼材表面熔覆一層Co基合金(> 40%Co+多量Cr、Ni等元素)，可得到比SKD61模具鋼材好得多的高溫硬度、熱疲勞抗力及抗循環(huán)軟化能力。
⒉高能束表面合金化
對(duì)于SKD61模具鋼材，尤其鋁合金壓鑄模，可以先在電弧離子鍍?cè)O(shè)備上沉積一層鋁膜，然后采用電子束輻照處理技術(shù)，在真空條件下對(duì)模具表面進(jìn)行20次轟擊處理，使在模具表面產(chǎn)生約10μm左右的致密氧化膜。這樣可有效地改善模具表面的抗氧化能力、熱疲勞抗力、耐磨性等性能。
㈢復(fù)合處理
SKD61模具鋼材進(jìn)行了兩種表面改性處理，一種是在基體上直接PVD沉積TiMN涂層，另一種則先在基體上進(jìn)行氣體氮化處理，然后進(jìn)行PVD沉積TiAIN涂層，形成復(fù)合層。研究表明：復(fù)合層的耐磨性能最好，單一氮化物涂層的耐磨性能較單一TiA1N涂層好，前者比后者約高5倍左右。
模具鋼材SKD61先進(jìn)行等離子氮化處理，然后進(jìn)行非平衡磁控濺射，制備了3種復(fù)合涂層：TiN、CrN、TiN／CrN。研究表明：TiN ／CrN復(fù)合涂層的硬度最高，為36GPa；TiN為26GPa；CrN為22GPa。同時(shí)，TiN／CrN復(fù)合涂層的粘附性能、560℃時(shí)的沖擊性能均較其它兩種復(fù)合涂層好。
文章來源：昆山金得勝金屬材料有限公司http://www.revercreatives.com
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