CeLa＋N与AlCeLa＋N离子注入增强H13钢表面性能的研究

摘要

H13钢作为一种重要的热作模具钢，在我国有广泛的应用。但随着工业的发展，H13钢的某些性能，如耐磨性、表层硬度等已不能满足要求。 本研究采用工业化的离子注入设备，进行了增强H13钢表层综合性能的研究。研究结果发现：CeLa+N离子注入使H13钢表层纳米硬度从13.37GPa增加至16.60GPa，而AlCeLa+N离子注入使H13钢表层纳米硬度可增至20.42GPa，H13钢表层硬度的提高，将有利于提高其模具的寿命；对两种处理工艺样品的组织结构测试及XPS分析发现，注CeLa+N的H13钢试样存在2种铈化物，3种镧化物，3种氮化物，注AlCeLa+N的H13钢试样存在2种铈化物，2种镧化物，2种氮化物，正是由于这些化合物在注入层中的存在，使注入层组织成分发生了改变，从而提高了H13钢表面的纳米硬度、耐磨性、氧化特性等性能。 生产试验结果表明：对H13钢进行AlCeLa+N离子注入，能使模具寿命能提高约30％。