一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106637063A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611231273.2(22)申请日2016.12.28(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区湖塘镇滆湖中路21号(72)发明人胡静陈尧宋仁国(51)Int.Cl.C23C8/38(2006.01)C23C8/26(2006.01)C23C8/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法(57)摘要本发明涉及一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法，包括步骤：将原始态H13钢加工成试样，对试样进行调质处理；将试样进行打磨处理，在无水乙醇中进行超声清洗、烘干；将试样放入离子氮化炉内，抽真空至18Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，起辉升温，待温度达到540℃，通入氮气，调节氮气和氢气的流量比为1：4～1：6，炉内压力300Pa，进行离子渗氮表面处理，保温时间为6h；渗氮结束后，试样随炉冷却至室温。本发明的有益效果是：经过不同气氛离子渗氮处理后的H13钢模具热疲劳性能随着氢气比例的增加而提高；不同气氛离子渗氮处理能有效控制H13钢的渗层质量，提高H13钢模具的使用性能，延长其服役寿命。CN106637063ACN106637063A权利要求书1/1页1.一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法，其特征是：包括以下步骤：(1)将原始态H13钢加工成试样，对试样进行调质处理；(2)将试样进行打磨处理，在无水乙醇中进行超声清洗、烘干；(3)将试样放入离子氮化炉内，抽真空至18Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，起辉升温，待温度达到540℃，通入氮气，调节氮气和氢气的流量比为1：4～1：6，炉内压力300Pa，进行离子渗氮表面处理，保温时间为6h；(4)渗氮结束后，试样随炉冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法，其特征是：所述的步骤(2)中打磨处理为将试样用240#～2000#的SiC砂纸磨平，再用Cr2O抛光粉抛光至镜面。2CN106637063A说明书1/3页一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法技术领域[0001]本发明属于金属表面改性技术领域，涉及一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法。背景技术[0002]H13钢(4Cr5MoV1Si)具有高强度，高韧性及良好的回火稳定性，已在热作模具得到广泛应用。热作模具在工作中反复与高温状态的加工材料接触，材料表面组织将会发生变化，其性能也会发生变化，最终导致失效，主要失效机制为热疲劳和磨损等。为了提高模具表面性能，延长其使用寿命，常需要对其进行表面处理，使其在保持心部强度与韧性的同时提高表面强度。[0003]离子渗氮是一种应用较为常用的化学热处理技术，被广泛应用于工程材料表面强化，以增强材料表面耐疲劳、耐磨等性能。但是，经过传统离子渗氮处理的H13钢模具表面会生成一层韧性低、脆性大的白亮层，在热作模具服役过程中反复受力，白亮层容易开裂、脱落，降低模具热疲劳性，降低服役寿命。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法，通过调节氮气和氢气比例，使H13在离子渗氮过程主要形成具有优良综合性能的扩散层，从而显著提高其热疲劳性。[0005]本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种提高H13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法，包括以下步骤：[0006](1)将原始态H13钢加工成试样，对试样进行调质处理；[0007](2)将试样进行打磨处理，在无水乙醇中进行超声清洗、烘干；[0008](3)将试样放入离子氮化炉内，抽真空至18Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，起辉升温，待温度达到540℃，通入氮气，调节氮气和氢气的流量比为1：4～1：6，炉内压力300Pa，进行离子渗氮表面处理，保温时间为6h；[0009](4)渗氮结束后，试样随炉冷却至室温。[0010]进一步地，步骤(2)中打磨处理为将试样用240#～2000#的SiC砂纸磨平，再用Cr2O抛光粉抛光至镜面。[0011]本发明的有益效果是：(1)经过不同气氛离子渗氮处理后的H13钢模具热疲劳性能随着氢气比例的增加而提高；[0012](2)不同气氛离子渗氮处理能有效控制H13钢的渗层质量，提高H13钢模具的使用性能，延长其服役寿命。附图说明[0013]下面结合附图对本发明进一步说明。3CN106637063A说明书2/3页[0014]图1是实施例1得到的渗层经不