镁合金压铸模用钢h13表面rebnc共渗强化研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文镁合金压铸模用钢H13表面RE-B-N-C共渗强化研究摘要H13(4CrSMoSiVl)钢是一种新型热作模具用钢，由于其优良的淬透性、淬硬性和良好的室温、高温性能而广泛应用于要求强韧性、热疲劳性和工作温度较高的压铸模具，其使用寿命远高于第一代压铸模具钢(如3Cr2w8v)。由于镁合金压铸模具服役条件恶劣，经常规热处理的H13钢压铸模，常出现疲劳龟裂、严重腐蚀和粘模等形式的失效。随着镁合金的工业化应用，H13钢镁合金压铸模具的热处理工艺及表面处理工艺的及待改进。本论文从提高镁合金压铸模具的耐磨性、抗高温氧化性及热疲

2、劳性角度出发，采用固体RE．B．N．C多元共渗与淬火+回火热处理交叉进行的技术路线，对H13钢试样进行了表面强化实验研究。实验采用木炭与活性炭混合物、尿素和硼砂作为渗剂，碳酸钠、氯化铵、氟化钠、铝粉、氯化钠和碳酸稀土作为催渗剂。利用NIKO金相显微镜对共渗化合物层进行了检测，使用M．400．Hl型显微硬度计检测了渗层硬度，在M200型磨损实验机上对渗层进行了磨损实验，在电阻箱式炉中进行了高温抗氧化性实验。最后，论文还利用电阻箱式炉，对淬火回火试样、B-N—C共渗试样、RE．B．N-C共渗试样、真空离子镀CrN膜、真空离子镀CrN／AIN太原理

3、工大学硕士研究生学位论文膜和真空离子氮碳共渗试样进行了热疲劳性能对比实验。结果表明：论文提出的工艺930。Cx4h(固体RE．B．N．C共渗)一1020℃×20min(淬火)---600"CX30min(回火)--550"CX4h(RE-NC共渗两次)一180"(2×4h(时效处理)是一种可行有效的H13钢表面强化处理工艺。在渗剂中加入10％的碳酸稀土化合物后，试样表面形成的化合物层厚度达到95～105岬，硬度达到HVl210，且未发现软带区。表面磨损率降低到O．028mg／min。热疲劳实验结果表明：在室温一700℃条件下进行热疲劳实验，R

4、E．B．N-C试样2000次循环后，表面裂纹变化较小，没有出现主裂纹和剥落，B．N．C试样1500次循环后，表面出现放射性裂纹，循环2000次后在放射性裂纹中心出现剥落，而真空离子镀膜和真空离子氮碳共渗的试样在300至500次循环之间就出现了不同程度的开裂和镀膜剥落。关键词：H13钢，镁合金压铸模具，稀土．硼氮碳共渗，热疲劳性能n太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYONH13STEELFORMAGNESIUMALLOYDIE-CASTINGDIESI瓜FACESTRENGTHENEDBYRE．BjN—CMUIJI．ELEM匣NTSPENE

5、TRATINGABSTRACTH13(4Cr5MoSiVl)，勰anewmodelhotdiesteel，hasexcellenthardenability，quenchingrigidityandgoodnatureatroomandhi【ghtemperature．Itsservicelifeislongerthanthecastingdiesteel(3Cr2W8V)．Themagnesiumalloycastingdiethroughroutineheattreatmentoftenshowsinactivationofdistres

6、schap，severityerosionandmucositytodieinbadworkcondition．Consequently，improvementofsurfaceheattreatmenttechnologyofill3castingdieisexigentwithwideapplicationofmagnesium．ThepaperappliedRE--B·-N--Cmulti·-elementpenetrationtechnologyandquenching+tempermethodtoimprovetheresistan

7、ceofabrasion，hightemperatureoxidationandheatfatigue．ThepenetrationagentsconsistedofadmixtureofCharandactivatedcarbon，ureaandzala,andtheactivatorsconsistedofsoda，ammoniumchloride，sodiumfluoride，aluminitepowder，sodiumchlorideandcreosotethulium．SeveralapparatuswereappliedtOtes

8、tsamples，whichwereNIKOmicroscopeforanalysisofcompoundlayer,M··400·-Hlmicrohardness