td法盐浴渗钒在冷作模表面强化中的应用研究

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1、摘要在现代生产中，模具是大批量生产各种制品的重要工艺装备，直接影响制品的质量和技术经济效益。随着科学技术的发展和市场竞争越来越激烈，对模具的性能要求越来越苛刻，寿命问题日益突出。表面强化技术作为提高模具使用性能和使用寿命的一种重要手段，在模具工业中占有十分重要的地位，得到了国内外的广泛重视。TD法盐浴渗钒是TD法盐浴渗金属技术的一种，具有理论成熟，工艺稳定，处理效果好和价格低廉的特点。该工艺所形成的覆层在常温下具有良好的稳定性，具有优异的抗磨损能力，在冷作模具和零件的表面强化中应用效果良好。TD法盐浴渗钒获得的覆层与基体结合力强于PVD、CVD等方法获得的结合力，覆层耐磨性

2、能优异，但该法存在盐浴寿命不高、盐浴腐蚀严重、工件变形大以及表面粘盐清理困难等一系列难点，限制了该工艺在国内的推广应用。针对上述难点，本文归纳了TD法的相关理论基础，总结和分析了以往的经验教训，对盐浴、模具选材、TD—QT综合处理等影响覆层性能的关键环节进行了研究；寻求一种工艺稳定、操作简单、效果良好的可应用于工业化生产的冷作模具表面处理工艺。：本文首先对覆层反应的热力学、动力学、稀土催渗等相关理论进行了归纳与分析。并进行了在混合盐浴中分别添加25％、35％、45％、55％的硼砂的盐浴性能对比试验，主要考察了盐浴的覆层能力和表面粘盐的清理性能。试验得出，含硼砂45％的混合盐

3、浴具有较好的综合性能。在盐浴试验的基础上，研究了20号钢、45号钢、T8、TIO等一系列不同含碳量的基体对覆层性能的影响，主要考察碳含量对合理工艺时间内可形成的覆层厚度的影响。得出了覆层成长与含碳量、覆层成长速度与处理温度、覆层成长与盐浴处理时间等因素间的对应关系。采用XRD、XRF、电子探针等对覆层的成分与结构进行了分析，确定了覆层的成分和相结构：应用SEM和显微硬度计对覆层的金相和显微硬度进行了观察和测定。并应用正交实验方法，对Crl2MoV的盐浴渗钒工艺实验进行了设计，通过分析探讨了各工艺参数的影响：最后，进行了Crl2MoV精冲冲头部件的TD—QT综合处理试验研究，

4、处理的产品经检测覆层完整，覆层厚度达到预期强标，工件表面质量较好，并获得了良好的基体硬度。通过该工艺获得的覆层厚度均匀、致密、完整，具有极高的显微硬度，且和基体的结合力强。该技术应用于冷作模具和零件表面强化中取得了显著效果，在工作温度较低的热作模具中应用也表现出良好的性能。兼有节能和无公害等诸多优点，具有重要的推广应用价值。本文通过对TD法盐浴渗钒技术的理论分析与试验研究，基本解决了该技术所存在的几个主要问题，使之更加接近于工业化生产。关键词：TD法渗钒表面强化Crl2MoV钢稀土IIAbstractMouldsareimportantequipmentsinmasspro

5、ductionofallkindsofproductinmodemindustry．1hequalityofmouldsisakeyfactorwhichinfluencesthequalityandeconomicbenefitsofproducts．Asthedevelopmentoftheindustry,therequirementoftheperformanceofmouldsbecomeshighcrandhigher．Themechanicalpropertiesandtheservicelifeofmouldscanbeimprovedlargelybyap

6、propriateapplicationofthesurfacestrengtheningtechnique．Thusthesurfacestrengtheningtechniqueplaysaveryimportantroleinthemouldindustry,andattractswidelyattentions．Salt·bathvanadisingbyTDmethod(thermaldiffusion)belongstotheTDmethod．Thecoatingformedbythisprocessisverystableatroomtemperature．Th

7、eCoatingshowsgoodwearproperty．Andhighservicelifeobtainedinapplyingtocoldworkdie．ThebondingstrengthofthecoatingformedbythisprocessisalsomuchhigherthanwhichformedbyPVDorCVDprocess．Butthismethodhassomelimitationssuchastheveryshortservicelife，hardcorrosionofsalt-b