H13钢QPQ处理工艺及耐磨性

摘要

目的：研究540℃氮化温度下,QPQ处理对H13钢耐磨性的影响并选出最优氮化时间. 方法：通过SEM、EDS、XRD分别测试了H13钢QPQ处理后渗层微观组织形貌、成分分布以及物相组成.采用HVS-1000显微硬度计、MFFT-R4000高速往复摩擦磨损试验分别对H13钢基体与540℃下不同氮化时间QPQ处理试样渗层厚度、硬度分布、耐磨性进行了分析研究. 结果：QPQ处理后,H13钢由表面向心部依次形成均匀致密的(Fe3O4)氧化膜、高硬度(ε-Fe3N、CrN)化合物层、(α-Fe、Cr2N)稳定扩散层.N原子均匀分布于渗层内部.显微硬度沿截面均呈良好梯度分布.在540℃×4h氮化工艺下,渗层次表层硬度达到最大值(1173HV0.1),较基体(498HV0.1)提高2.4倍左右.磨损量仅为基体1/13.H13钢磨损表面存在严重犁沟效应与大量磨屑,表现为典型磨粒磨损伴随少量粘着磨损.而QPQ处理试样磨损表面仅存在少量浅显划痕伴随轻微结疤状凹坑,为粘着磨损. 结论：经QPQ处理H13钢耐磨性得到显著提高,其中540℃×4h氮化工艺所得性能最优.