表面冶金高速钢是一种新型的高速钢。它是利用双层辉光(以下简称双辉)等离子渗金属技术[1]在低碳低合金钢表面渗入高速钢的主要合金元素W、Mo、Cr、V等,经渗碳处理,使表面形成的高合金层达到高速钢的成分。双辉等离子渗金属技术是表面改性的重要方法之一,可形成各种表面不锈钢、高铬耐磨钢、镍基合金等,并且渗速快,无污染,能耗低。但是,双辉等离子渗金属技术利用了两套直流电源分别控制源极和试样电压,两个电源对于在真空室内的绝缘性能要求、工件和源极独立的摆放位置以及双电源的成本核算均成为在实际推广过程中重要影响因素。　　本文以Q195钢作为基材,首次采用脉冲单电源进行等离子钨钼共渗,并系统研究了钨钼共渗、渗碳淬火以及回火的工艺、组织、结构和性能;最后进行了耐磨性对比实验。结果表明:　　(1)在极限真空度为1~5Pa,工作气压为30Pa的条件下,以渗层厚度、合金元素含量和渗层组织作为依据,得出钨钼共渗的最佳工艺为:源极与试样的间距30mm,电压-1000V,保温温度1050℃,保温时间6h~8h。　　(2)渗层组织呈柱状。基体与渗层之间均有明显的反应扩散分界线,渗层是固溶体扩散层,为冶金结合。渗层厚度达到50μm~70μm。渗层表面[W]当量在19％~22%之间,达到或超过冶金高速钢的[W]当量,合金元素总含量12%~15%(质量分数),具有较好的成分和结构梯度;　　(3)渗层的表面物相主要以Fe7(W、Mo)6和Fe3(W、Mo)金属间化合物的形式存在;　　(4)对最佳工艺的渗金属试样进行900℃、940℃、980℃和1020℃的固体渗碳。表面含碳量随着渗碳温度的升高而增加,含碳量范围为1.42%~1.72%;　　(5)渗层内碳化物颗粒细小,分布均匀。碳化物尺寸小于1μm。不同渗碳温度得到的碳化物类型不同,表面物相主要有M6C、M2C、MC。　　(6)在渗碳淬火温度为900℃~980℃的范围内,渗层的硬度随着渗碳淬火温度的提高呈直线上升。900℃渗碳淬火后,表面硬度为HV860,而1020℃时,表面硬度达到HV980。　　(7)在回火过程中,表现了与冶金高速钢类似的回火特征,出现二次硬化现象。　　(8)淬火温度影响红硬性。不同渗碳淬火温度的试样和1020℃渗碳淬火不同温度回火的试样红硬性实验表明,淬火温度越高,红硬性越好。900℃淬火温度下的试样经600℃×4h回火硬度仍有 HV720,1020℃的回火硬度高达HV920。这是因为溶入的碳化物数量多,基体合金元素含量高,回火时析出的碳化物就多,二次硬化效果就好。但淬火温度过高,晶粒粗大。　　(9)耐磨实验表明:磨粒粒度越大,加载负荷越大,加载时间越长,试样的耐磨性越差;经过表面强化的试样,耐磨性能与T10钢整体淬火+低温回火试样相比,提高约6倍。