# 提高MH53钼钨系高速钢硬度的常见方法
## 一、热处理方法
1. **淬火处理**
- **原理**
- 淬火是将MH53高速钢加热到临界温度以上,保温一定时间后迅速冷却的过程。在这个过程中,钢的组织发生转变,奥氏体转变为马氏体。马氏体具有较高的硬度,这是因为马氏体的晶格结构为体心正方晶格,碳原子过饱和地固溶在晶格中,产生了晶格畸变,从而提高了硬度。
- **操作要点**
- 加热温度一般在1000 - 1100°C左右,具体温度需要根据钢材的具体成分和工件的尺寸等因素进行调整。例如,对于较小尺寸的工件,加热温度可以稍低一些;对于较大尺寸的工件,为了保证内部组织充分奥氏体化,加热温度可能需要适当提高。保温时间根据工件的尺寸和加热设备的功率而定,通常每25mm厚度保温15 - 30分钟。冷却介质可选择油或盐浴,快速冷却以获得马氏体组织。
2. **回火处理**
- **原理**
- 淬火后的MH53高速钢存在较大的内应力,并且组织不稳定。回火可以消除内应力,稳定组织。在回火过程中,马氏体中的碳原子会发生偏聚或析出,形成碳化物,进一步提高硬度并改善韧性。
- **操作要点**
- 回火温度通常在500 - 600°C之间,一般需要进行2 - 3次回火。每次回火的时间为1 - 2小时。例如,第一次回火温度可选择520°C,第二次回火温度可选择550°C等,回火后空冷。
## 二、表面处理方法
1. **渗碳处理**
- **原理**
- 渗碳是使活性碳原子渗入MH53高速钢表面的过程。碳原子在高温下扩散进入钢的表面层,形成高碳层。经过淬火和回火后,表面的高碳层转变为高硬度的马氏体组织,从而提高表面硬度。
- **操作要点**
- 采用气体渗碳时,将工件放入渗碳炉中,在富碳的气体环境(如天然气和空气的混合气体)下,加热到900 - 950°C,根据所需的渗碳层深度确定渗碳时间,一般为几个小时到十几个小时。例如,若要获得0.5 - 1mm的渗碳层深度,可能需要渗碳6 - 12小时,渗碳后进行淬火和低温回火。
2. **渗氮处理**
- **原理**
- 渗氮是将氮原子渗入MH53高速钢表面的过程。氮原子与钢中的合金元素(如铬、钒等)形成氮化物,这些氮化物具有高硬度、高耐磨性。
- **操作要点**
- 气体渗氮是常用的方法,将工件置于氨气气氛中,加热到500 - 550°C,保持较长时间,如10 - 50小时,以获得一定厚度的渗氮层。渗氮层的厚度和硬度取决于渗氮时间、温度和氨气流量等因素。
3. **涂层处理**
- **物理气相沉积(PVD)涂层**
- **原理**
- PVD涂层是在真空环境下,通过物理方法将涂层材料(如TiN、TiC等)沉积到MH53高速钢表面。涂层材料的原子或分子在高真空下被蒸发或溅射,然后沉积在钢表面形成一层硬度较高的涂层。
- **操作要点**
- 将工件放入PVD设备中,在高真空环境下,根据涂层材料的不同,采用蒸发、溅射等方式进行涂层沉积。例如,对于TiN涂层,涂层厚度一般为几微米到几十微米,涂层过程中要控制好真空度、蒸发或溅射功率等参数。
- **化学气相沉积(CVD)涂层**
- **原理**
- CVD涂层是利用气态的先驱体在高温和催化剂作用下在MH53高速钢表面发生化学反应,形成涂层。例如,利用TiCl4和CH4等气体反应生成TiC涂层。
- **操作要点**
- 将工件放入CVD设备中,在800 - 1000°C的高温下,通入合适的气态先驱体,反应一定时间后在表面形成涂层。在CVD涂层过程中,要控制好反应温度、气体流量和反应时间等参数。
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