W6Mo5Cr4V2钢和H13钢的氧氮共渗组织与工艺

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氧氮共渗工艺自20世纪70年代诞生以来，由于能显著提高钢件表面硬度、耐磨性和抗蚀性等，且可避免纯氨氮化时氮化层的脆性而备受关注，并对其进行了深入研究。但研究主要集中在某种氧氮共渗与其他氮化方法对钢件性能提高的比较上，普遍关注的是工模具钢的性能改善问题，而从不同的氧氮共渗工艺来研究其对钢件性能的影响却不多。本试验对W6Mo5Cr4V2钢进行滴尿素溶液氧氮共渗的热处理工艺，对H13钢进行氨气加水蒸气的氧氮共渗热处理工艺，以期能通过试验获得较佳的工艺。

实验材料分别为钨钼系高速钢W6Mo5Cr4V2和H13(4Cr5MoSiV1)热作模具钢，W6Mo5Cr4V2钢的试样尺寸为22.6mm×10.2mm×5.5mm；H13钢的试样尺寸为22.0mm×10.2mm×5.4mm。

试验结果表明，用氨气和水蒸气对H13钢进行氧氮共渗得到的渗层深度为45.7μm；用滴尿素溶液的方法对W6Mo5Cr4V2钢进行氧氮共渗的渗层深度为43.8μm。H13钢进行氧氮共渗工艺得到的共渗层结构主要是Fe3O4和Fe3N的化合物，且致密性好，硬度梯度平缓；W6Mo5Cr4V2钢共渗层结构主要是ε-Fe3N、Fe3O4和Fe2O3的化合物，致密度低，与基体的结合较弱，硬度梯度落差较大。用氨气和水蒸气进行氧氮共渗的工艺可以提高渗氮的效果。