李文明， 罗德福， 廖宏毅， 潘虹吉

(1. 湖南红宇智能制造有限公司， 湖南 长沙 410600；2. 西华大学 材料科学与工程学院， 四川 成都 610036)

热作模具是制造业中最为依赖的一项工具，使用过程中要经受升温和降温的交变作用，工况恶劣[1-3]。常见问题有在高温载荷下导致的磨损，热冲击造成的疲劳开裂以及周期性热循环作用引起的强度降低等缺陷[4]。为了满足热作模具钢的使用性能要求，科研工作者在新型热模钢基材研发和模具表面强化技术开发两方面做了大量工作。选用一种具有良好的力学性能，同时也很适合进行渗氮处理的新型热作模具钢基材，是解决热作模具钢延寿难题的主要思路。新型热作模具钢组分中Cr、Ni、Mo、W、V、Nb等与N的亲和力大于Fe，可控离子渗入(Programmable ion permeation, PIP)处理后形成的细小弥散氮碳化合物具有高硬度和优良的抗高温磨损性能。国内针对渗氮模具钢进行了500 ℃高温耐磨性能试验[5-6]，而且细长管类零部件氮碳共渗后耐磨防腐性能较传统工艺有较大提升[7]。美国、韩国对Cr-Mo-V系热作模具钢进行渗氮处理，发现可以提高热作模具钢的耐高温磨损性能[8-9]。国内外也有大量针对在高温、高压等类似苛刻环境工作的零部件进行渗氮处理，从而提高材料的寿命研究[10-11]。因此，本文研究了PIP技术处理的新型热作模具钢在室温到800 ℃高温环境范围内耐磨性能的变化规律，以期为生产中模具延寿提供理论指导。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

本试验选用25Cr3Mo3NiNbZr热作模具钢，利用光谱分析仪对该材料进行化学成分测定，结果见表1。……