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8418模具钢是瑞士一胜百公司开发的一种优异高温模具钢,由于其具有良好的延展性、抗回火软化和高温强度,所以一直备受广大压铸企业青睐。压铸过程中,镁合金汤料温度保持在650~700 oC之间,铝合金汤料温度在700 oC以上,压射速度在40~90 m/s之间。在高温液体的腐蚀、冲刷条件下,8418热作模具钢表面将会出现各种缺陷,例如粘模、开裂等。为了提高压铸模具寿命,减少模具维修频率,本文采用多弧离子镀技术在8418热作模具钢表面沉积Ti/Cr N双层镀层和Ti/TiN/CrN三层镀层。以8418热作模具钢、Ti/CrN和Ti/TiN/CrN镀层为研究对象,研究不同工艺对CrN镀层常温性能的影响;对比研究了8418热作模具钢、Ti/CrN和Ti/TiN/CrN镀层的抗铝液腐蚀性能和抗热疲劳性能。研究结果如下:(1)基体负偏压为100 V,弧电流为80 A工艺条件下,可获得性能最优的CrN镀层。在此工艺条件下,CrN镀层表面大颗粒数目、直径及微坑数目都处于中等,结合力达到最大值47.5 N,显微硬度为HV2780。(2)基体负偏压为100 V,弧电流为80 A工艺条件下,获得Ti/CrN和Ti/TiN/CrN镀层的总厚度分别为2.02μm和1.92μm,镀层组织均匀,与基体结合紧密,无明显缺陷。(3)8418热作模具钢在铝液中腐蚀迅速,在8418热作模具与A356熔体界面处生成Fe2Al5,随铝液进一步扩散Fe2Al5转变成Al4.5FeSi相和Al5FeSi相,且腐蚀深度与腐蚀时间基本满足线性关系。(4)Ti/Cr N和Ti/TiN/CrN镀层较8418热作模具钢抗铝液腐蚀性有明显的提高。铝液腐蚀4 h后,Ti/CrN镀层失效,而Ti/TiN/CrN镀层却没有完全失效,这说明TiN中间插入层对Ti/Cr N镀层的抗铝液腐蚀性能有强化作用。另一方面,镀层腐蚀以点蚀为主,大颗粒位置是初始腐蚀点。(5)8418热作模具钢热震过程中氧化生成Fe2O3,Fe2O3不断地生成与剥落形成“脱皮”现象。Ti/CrN和Ti/TiN/CrN镀层表面裂纹主要以网状形式扩展,纵向最大裂纹深度分别为15μm和9μm,TiN有利于减缓裂纹纵向扩展趋势。