H13模具钢的表面改性技术

1.表面低温化学热处理

常用的工艺有软氨化、三元渗和多元渗等。

1.1N-C共渗（软氨化）

H13模具钢中含有铭、钼等多种元素。软氮化过程中，可在表层形成稳定的C、N化合物并弥散分布，有利于提高H13钢热作模具的耐蚀性、抗粘附性和抗热疲劳性。此外，这种化合物具有良好的韧性和耐磨性，可以减少模具表面的磨损。离子渗氨时，渗氨化合物中的E相韧性低，膨胀系数大，对热疲劳性能有不利影响。软氨化可以避免这一缺点。

1.2N-C共漆

氨碳共渗因其时间短、效果好、技术成熟而被广泛应用。实践证明，H13钢盐浴S、N、C共渗的适宜温度为570℃，时间为3H，表面硬度大于950HV，渗层致密具有良好的抗粘附性、耐蚀性和抗热疲劳性。S-N南部的H13钢-c

渗碳时，如果加入适量的稀土，可以提高渗碳层的硬度、厚度和显微组织，

1.3多元渗透

曲型的多元共渗过程是C、N、0、S、B五元共渗。H13模县钢五元浸渗后，在工件表面形成硼化物、碳化物和氨化物，起到弥散强化的作用，使工件表层硬度明显提高，而氮和碳则渗入扩散层，硬度提高，对比表明，12五元共渗的硬化效果优于气体渗氨和S、C、N三元共渗。热疲劳裂纹虽然起源较早，但没有延伸到深度，从而提高了抗热疲劳性。广东某公司为多家铝型材厂生产加工热挤压模具。挤压模县主要由H13钢制成。前期采用普通氨化工艺，效果不埋想。之后采用碳、氢、氧、硫硼多元渗滤。模具的耐磨性和抗热疲劳性大大提高，使用寿命提高了5~6倍，取得了良好的技术经济效益。

2.高能束表面处理

高能束流处理的特点：加热速度快，加热面积可根据需要选择，工件变形小，不需要冷却介质，处理环境清洁

2.1常规热处理后，激光处理H13模具钢的硬度为44HRC，激光淬火后，获得主要由超细高密度位错马氏体组成的显微组织，激光加热后，在回火过程中析出弥散的碳化物，使硬化层的硬度、回火稳定性、耐磨性和耐腐蚀性显著提高，表面硬度高达62HRC

激光熔覆技术是在模具表面覆盖一层熔覆材料，以改善表面性能。在H13钢表面镀一层钴基合金（>40%Co+大量C7、Ni等元素），可以获得比H13钢好得多的高温硬抗热疲劳性能和抗循环软化性能。

2.2高能束表面合金化

对于H13钢模具，尤其是铝合金压铸模具，可以先在电弧离子镀设备上沉积一层铝膜，然后采用电子東辐照技术，在真空条件下对模具表面进行15次轰击，从而在模具表面生成一层10FM左右的致密氧化膜！2。这样可以有效提高模具表面的抗氧化性、抗热疲劳性、耐磨性等性能。

3.复合处理

Rodriquez-baracaldor等人对H13模县钢进行了两种表面改性处理，一种是用Pvd在基体上直接沉积Timn涂层，另一种是先对基体进行气体氨化处理，再用Pvd沉积Tian涂层形成复合层，结果表明，复合层的不磨性最好，单一氙化物涂层的和磨性优于单一TA1N涂层，前者比后者高5倍左右，Sangyulee 28等离子体氙化HI3钢，然后用非平衡磁控溅射法制备了Tin、Crn和Tin/crn三种复合涂层。结果表明，Tin/crn复合镀层的硬度最高，为36GPA，锡是26GPA；CR是22GPA，同时，Tn/crn复合涂层在550℃时的结合力和冲击性能优于其他两种复合涂层