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應用于工具的硬質合金涂層的類型和特性
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佳達

時間 : 2020-03-09 18:58 瀏覽量 : 26

 金屬元素的擴散和滲透處理用于鋼鐵產品,以提高耐腐蝕性和耐磨性。當強大的碳化物形成元素(例如釩(V)和鈦(Ti))擴散并滲透到鋼中時,它們與處理材料中所含的碳(C)反應形成硬質碳化物因此,在這種情況下,稱為碳化物涂層。由于碳化物是超硬的,因此它們可以顯著提高耐磨性,并且在耐熱性和耐腐蝕性方面也非常出色,因此它們在工業上經常用作模具的表面硬化處理。

 ,適用于碳化物涂層的金屬元素是Ti,V,Nb和Cr,它們與加工產品中所含的碳結合形成超硬碳化物。由于形成碳化物需要大量的碳,因此,隨著碳含量的增加,待涂覆的鋼種基本上更具優勢。但是,當應用于低碳含量的鋼時,需要進行滲碳等預處理以增加表面附近的碳含量。

 用于金屬元素擴散和滲透處理的方法有多種,例如粉末包裝法,涂覆法(糊劑法),流化床爐法和熔融鹽法。

 粉末包裝方法的TiC涂層的輪廓。作為滲透劑,Ti粉末用作金屬粉末,氯化銨(NH 4 Cl)用作反應促進劑,氧化鋁(Al 2 O 3)用作燒結抑制劑。將這三種類型的粉末混合,與工件一起裝入耐熱鋼容器中,并在1000至1200°C下加熱。Ti粉末與NH 4 Cl反應以變??為氣態TiCl 4,并且進一步與加工材料中的碳反應以形成膜狀碳化鈦(TiC)。

 熔融鹽法于1960年開發。在日本,使用了1968年在豐田中央研究實驗室開發的無水硼砂(Na 2 B 4 O 7)方法。該方法也稱為TD(豐田擴散)處理,其中將處理過的材料浸入鹽浴中,并向其中加入作為碳化物形成元素的金屬粉末并加熱。通常使用主要用于模具的碳化釩(VC)涂層。

 為了生成VC,將添加了釩鐵(Fe-V)的硼砂用于鹽浴,并在1000至1050°C的溫度下進行處理。在目標鋼類型中,最常使用SKD11或SKD61模具,并且由于淬火溫度和加工溫度相同,因此可以在碳化物涂層處理后直接進行淬火。例如通過熔融鹽法涂覆有VC的SKD61的截面結構。

 該處理的問題在于處理溫度高,因此處理可能會發生變形和尺寸變化,并且其中一些需要后拋光或后熱處理。因此,出于降低溫度的目的,已經開發了低溫處理,其中將處理的材料預先氮化,然后在低至氮化溫度的溫度下進行處理。該方法使用氯化物鹽浴在500至600°C的溫度下加熱,并用于生成碳氮化鉻(Cr)。

 還已經開發出使用添加有金屬粉末的涂料的涂覆方法,并且已經報道了Ti和Cr的碳化物涂覆。由于該方法不使用鹵化物作為促進劑,因此可以同時使用真空熱處理爐或常壓爐進行淬火,并且可以容易地僅應用于所需的部件。這是一種有效的涂層方法。


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