模具鋼材H13的表面改性工藝
㈠表面低溫化學熱處理
常用工藝有軟氮化、三元共滲及多元共滲等。
⒈N—C共滲(軟氮化)
HI3鋼中有較多的Cr、Mo等元素，軟氮化時能在表層生成穩定的C、N化合物并彌散分布，有利于提高HI3鋼熱作模具的耐蝕性、抗粘結性及抗熱疲勞性能，此外，這種化合物韌性好且耐磨，可減少模具表面的磨損。離子氮化時滲氮化合物中e相韌性低，膨脹系數大，對熱疲勞性能產生不利影響，軟氮化則能避免此缺點。
⒉N—C共滲
N-C共滲由于時間短，效果好，工藝較成熟而應用廣泛。實踐證明，H13鋼鹽浴法S、N、C共滲較適宜的溫度為570℃ ，時間為3 h，表面硬度> 950 HV，滲層致密，抗粘結性、耐蝕性及抗熱疲勞性能均較好。H13鋼在S-N—C共滲時，若加入適量稀土，可使滲層硬度提高，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。H13鋼經五元共滲后，在工件表面形成硼化物、碳化物和氮化物，起彌散強化作用，使工件表層的硬度明顯提高，擴散層則滲入了氮和碳，硬度有所提高。對比試驗表明，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處理熱擠壓模具，擠壓模多采用H13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，取得了良好的技術經濟效益。
㈡高能束表面處理
高能束處理特點：加熱速度快，加熱面積可根據需要選擇，工件變形小，不需要冷卻介質，處理環境清潔。
⒈激光表面處理
H13鋼常規熱處理后硬度為44HRC，經激光淬火，由于得到以超細化高密度位錯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、抗回火穩定性、耐磨性及抗蝕性均顯著提高，表面硬度高達62HRC。激光熔覆技術通過在模具表面覆蓋一層熔覆材料，以改善表面性能 。在H13鋼表面熔覆一層Co基合金(> 40%Co+多量Cr、Ni等元素)，可得到比H13鋼好得多的高溫硬度、熱疲勞抗力及抗循環軟化能力。
⒉高能束表面合金化
對于HI3鋼模具，尤其鋁合金壓鑄模，可以先在電弧離子鍍設備上沉積一層鋁膜，然后采用電子束輻照處理技術，在真空條件下對模具表面進行15次轟擊處理，使在模具表面產生約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復合處理
Rodriguez—BaracaldoR等人一 對H13鋼進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行氣體氮化處理，然后進行PVD沉積TiAIN涂層，形成復合層。研究表明：復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。
Sang Yul Lee對HI3鋼先進行等離子氮化處理，然后進行非平衡磁控濺射，制備了3種復合涂層：TiN、CrN、TiN／CrN。研究表明：TiN ／CrN復合涂層的硬度最高，為36GPa；TiN為26GPa；CrN為22GPa。同時，TiN／CrN復合涂層的粘附性能、550℃時的沖擊性能均較其它兩種復合涂層好。
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