论文部分内容阅读
QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术。“QPQ”为英语中"Quench-Polish-Quench "字头的缩写,是盐浴氮碳共渗和氧化—抛光—二次氧化工艺的复合；金属在两种不同性质的低温熔融盐浴中作复合处理,以使多种元素同时渗入金属表面,形成由几种化合物组成的复合渗层,以使金属表面得到强化改性,同时还可以做到全工艺过程无公害,这就是盐浴复合处理技术。3Cr2W8V钢是一种老牌号高热强性热作模具钢,被广泛应用于压铸模、热挤压模、热锻模等,具有良好的锻造工艺性能、机械加工工艺性能及热处理工艺性能。高温磨损是热作模具的一种主要的失效形式,国内外学者针对钢的高温磨损行为做了大量的研究,但对3Cr2W8V钢高温磨损性能的研究较少,对QPQ技术应用于3Cr2W8V钢的高温磨损行为研究得更少。本文使用氧探头测定不同温度下碳氮共渗盐浴和氧化盐浴中的氧电势,根据能斯特方程求出氧分压,从而建立盐浴中氧电势、氧分压与温度的定量关系。本论文较系统地研究QPQ技术的多种影响因素对3Cr2W8V钢的宏观形貌、微观组织、相组成、显微硬度分布、高温磨损行为及抗腐蚀性能的影响,并探讨其磨损机制和抗腐蚀机制,对提高3Cr2W8V钢热作模具的使用寿命具有重要的指导意义。分析表明：(1)在盐浴氮碳共渗温度范围内,氧电势和氧分压均随着温度的升高先增大后减小,呈开口朝下的抛物线形状；在盐浴氧化温度范围内,氧电势随着温度的升高先递减后递增,呈开口朝上的抛物线形状,氧分压随着温度的升高先递减后平缓。(2)当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着盐浴氮碳共渗温度的升高首先出现Fe3N相,其次出现Fe3O4和Fe4N相,最后出现Fe2N相。QPQ处理后试样的表面硬度在600HV-1400HV。经QPQ处理试样的磨损量仅为基体磨损量的1/2,并且摩擦系数也最小。在氧化盐浴温度一定时,随着氧化时间的延长,腐蚀电位逐渐升高,耐蚀性能逐渐提高；当盐浴氧化参数设定为氧化温度380℃、氧化时间120min时,QPQ处理得到的试样的腐蚀电位最高,耐蚀性能最佳。