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高速鋼化學(xué)處理表面知識(shí)分析
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在舊的氧化(發(fā)黑)、電鍍和滲氮工藝的基礎(chǔ)上，發(fā)展了許多新的表面強(qiáng)化和保護(hù)方法。各種傳統(tǒng)的表面強(qiáng)化和保護(hù)性熱處理方法已應(yīng)用于高速模具鋼。根據(jù)處理過程的性質(zhì)以及表面改性層和基底的綜合性質(zhì)，這些方法可分為四類:滲透、涂覆、形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜以及表面硬化和硬化。
1)滲透法。外來元素的原子通過介質(zhì)傳遞到工件表面并被吸收。由于滲透元素在鐵基體中的溶解度，在表面和內(nèi)部建立濃度梯度，從而形成擴(kuò)散通道，由外向內(nèi)逐漸被滲透元素飽和。有一個(gè)過渡層，其組成和濃度在不變的區(qū)域之間連續(xù)變化。表面改性層與基體的結(jié)合稱為“冶金結(jié)合”，是滲氮、滲碳等各種表面處理方法中結(jié)合更強(qiáng)的一種。
2)涂布方式。采用真空蒸發(fā)、離子鍍、噴涂等方法在表面涂覆高性能材料層。更常用的方法是TiN、TiC離子鍍和金剛石鍍，它們?cè)谟捕取⒛湍バ?、耐磨性和化學(xué)保護(hù)方面都很優(yōu)異。與傳統(tǒng)電鍍鍍層類似，在低于560°C的溫度下，用物理方法處理的鍍層與基體的結(jié)合基本上是非冶金結(jié)合。如果電鍍前工件表面不干凈，或者處于另一種惰性狀態(tài)，鍍層過厚容易脫落。即使采用相應(yīng)的技術(shù)來改善表面狀態(tài)，結(jié)合強(qiáng)度也遠(yuǎn)低于浸滲法，所以通常只使用非常薄的涂層。
3)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法。化合物層表面是介質(zhì)中的元素和鋼(通常是鐵)中的元素發(fā)生化學(xué)相互作用形成的，參與介質(zhì)的元素在鐵中的溶解度極小，不可能在表面建立固溶體濃度。變質(zhì)層與基體的結(jié)構(gòu)和成分沒有梯度，與基體的結(jié)合是非冶金結(jié)合。這種方法的名字通常用“化學(xué)”來定義，比如氧化和磷酸化。
由于一些歷史原因，人們對(duì)治療機(jī)制、分類和命名的認(rèn)識(shí)并不盡如人意。在文南，滲透法的命名和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的形成方法有時(shí)會(huì)引起混淆，就像它應(yīng)該已經(jīng)形成了化學(xué)轉(zhuǎn)化膜一樣。FeS層的形成方法被廣泛稱為“硫化”。
4)淺表面硬化法。這是近年來應(yīng)用于高速鋼刀具的一種激光淬火。深表面硬化(火焰、感應(yīng)加熱)很少用于高速鋼工具。用高能微區(qū)光斑掃描調(diào)質(zhì)工具上選定的零件，獲得位置可控、二次淬火深度可控的淺表面淬火層。該技術(shù)作為刀具的更終處理方法，可以保證表面不被氧化，磨削后的刀具精度不會(huì)因?yàn)楸砻鎸拥亩未慊鸲淖儭；鼗鸷?，第二淬火層的硬度明顯高于基體。
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