模具是材料塑性加工中必不可少的工装,中高碳钢是制造模具的廉价材料。模具多数是因表面耐磨性、抗氧化性或耐蚀性差而失效的,因此,模具的表面强化技术显得非常重要,但强化层易剥落、处理温度高、存在污染等问题一直在困扰着现有技术的应用。 二十多年来,双辉等离子渗金属技术得到长足的发展,但在中高碳钢表面渗金属还没有得到全面、深入的研究。尤其是当渗入元素为强碳化物形成元素时,必须考虑基材中碳元素的作用、影响及其利用。在高含碳量的合金表面渗Cr,基材中的碳对渗层的形成有何影响?反过来,Cr的渗入对基材中的碳分布又有何影响?等等。这些看似简单的问题,实际上对渗铬技术的发展与应用有着重要的理论指导作用。 论文将渗铬作为表面强化手段,对模具用碳素钢进行表面硬化,提高抗磨、抗蚀和高温抗氧化性能。特别是,对一些基体性能要求不高、而只要求表面高耐磨的工件,在表面直接形成高硬层,是一条很有创意与应用价值的思路,双辉技术在这方面还未开展研究工作。 借助离子轰击行为对渗金属效果的强化作用,在碳钢表面进行中温(800～950℃)双辉等离子渗金属处理,可以减少工件变形,不恶化基体组织和性能,对增强双辉等离子渗金属技术的实用性、拓宽其应用领域有重要意义。 论文针对上述问题,选择了碳钢表面中温双辉等离子渗铬合金化及其对基体的影响为研究课题。主要围绕880～900℃温度下的中高碳钢表面双辉等离子渗铬强化技术的应用基础问题,选取45、55、T8和T10钢作为试验材料,采用双辉等离子渗金属技术,进行表面渗铬合金化基础研究、理论分析和应用研究。