一胜百模具钢表面低温渗碳强化具有哪些技术

一胜百模具钢是轴承领域应用最广泛的模具钢，具有良好的耐蚀性，其淬火硬度（58～60HRC）低于常规轴承钢（60～64HRC）。

轴承时效主要发生在工作表面和次表面层，采用合适的工艺对一胜百模具钢进行表面强化是提高轴承使用寿命的有效途径。

近年来的研究发现，将不锈钢在低于500℃下进行渗氮或渗碳处理时，可得到含氮或含碳的固溶体和扩散层，氮或碳原子起到了固溶强化的作用，不仅提高了不锈钢的表面硬度，而且增强了耐蚀性。为此，本研究对一胜百模具钢进行低温渗碳处理，并对处理后试样的组织与性能进行试验研究，为低温渗碳技术在不锈钢轴承领域的应用提供借鉴。

试验材料为模具钢，其化学成分（质量分数，%）为：0.95C，0.38Si，0.47Mn，0.015S，0.01P，17.9Cr，Fe余量。试样尺寸10mm×10mm×5mm，对试样表面进行粗磨、精磨、研磨加工保证表面粗糙度Ra＜0.2μm，直线度＜0.002mm，试验前用丙酮溶液对试验进行清洗，在乙醇溶液中超声清洗15min。

其中活化工艺是为了增加材料表面活性，消除氧化膜，低温渗碳选择含氯混合气体为预处理气氛，预处理参数设计为在含氯混合气体下，温度达到440℃，保温2h，次数为2次，这样在预处理过程中，多次消除氧化膜，可以防止在低温渗碳初期氧化膜的再生，效果好于1次处理。

试验后，用金相显微镜观察基体组织；采用扫描电镜进行表面微观组织观察及截面元素分布测试；用维氏硬度计进行显微硬度测试；采用直线度仪对试验前后试样直线度进行测量；采用洛氏硬度计对处理前后基体组织硬度进行测试。结果表明：

(1)、一胜百模具钢在常规淬回火条件下，经低温渗碳处理后表面硬度得到显著提高，由630HV提高到1700HV。

（2）、低温渗碳强化处理对基体组织的影响较小，处理后组织形态与硬度未发生明显变化。

（3）、 渗层与基体的结合力好，未发生明显剥落，综合性能良好。

（4）、低温渗碳处理对试样直线度及表面粗糙度的影响较小。

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