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应用于工具的硬质合金涂层的类型和特性
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佳达

时间 : 2020-03-09 18:58 浏览量 : 16

 金属元素的扩散和渗透处理用于钢铁产品,以提高耐腐蚀性和耐磨性。当强大的碳化物形成元素(例如钒(V)和钛(Ti))扩散并渗透到钢中时,它们与处理材料中所含的碳(C)反应形成硬质碳化物因此,在这种情况下,称为碳化物涂层。由于碳化物是超硬的,因此它们可以显着提高耐磨性,并且在耐热性和耐腐蚀性方面也非常出色,因此它们在工业上经常用作模具的表面硬化处理。

 ,适用于碳化物涂层的金属元素是Ti,V,Nb和Cr,它们与加工产品中所含的碳结合形成超硬碳化物。由于形成碳化物需要大量的碳,因此,随着碳含量的增加,待涂覆的钢种基本上更具优势。但是,当应用于低碳含量的钢时,需要进行渗碳等预处理以增加表面附近的碳含量。

 用于金属元素扩散和渗透处理的方法有多种,例如粉末包装法,涂覆法(糊剂法),流化床炉法和熔融盐法。

 粉末包装方法的TiC涂层的轮廓。作为渗透剂,Ti粉末用作金属粉末,氯化铵(NH 4 Cl)用作反应促进剂,氧化铝(Al 2 O 3)用作烧结抑制剂。将这三种类型的粉末混合,与工件一起装入耐热钢容器中,并在1000至1200°C下加热。Ti粉末与NH 4 Cl反应以变??为气态TiCl 4,并且进一步与加工材料中的碳反应以形成膜状碳化钛(TiC)。

 熔融盐法于1960年开发。在日本,使用了1968年在丰田中央研究实验室开发的无水硼砂(Na 2 B 4 O 7)方法。该方法也称为TD(丰田扩散)处理,其中将处理过的材料浸入盐浴中,并向其中加入作为碳化物形成元素的金属粉末并加热。通常使用主要用于模具的碳化钒(VC)涂层。

 为了生成VC,将添加了钒铁(Fe-V)的硼砂用于盐浴,并在1000至1050°C的温度下进行处理。在目标钢类型中,最常使用SKD11或SKD61模具,并且由于淬火温度和加工温度相同,因此可以在碳化物涂层处理后直接进行淬火。例如通过熔融盐法涂覆有VC的SKD61的截面结构。

 该处理的问题在于处理温度高,因此处理可能会发生变形和尺寸变化,并且其中一些需要后抛光或后热处理。因此,出于降低温度的目的,已经开发了低温处理,其中将处理的材料预先氮化,然后在低至氮化温度的温度下进行处理。该方法使用氯化物盐浴在500至600°C的温度下加热,并用于生成碳氮化铬(Cr)。

 还已经开发出使用添加有金属粉末的涂料的涂覆方法,并且已经报道了Ti和Cr的碳化物涂覆。由于该方法不使用卤化物作为促进剂,因此可以同时使用真空热处理炉或常压炉进行淬火,并且可以容易地仅应用于所需的部件。这是一种有效的涂层方法。


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