提高MH53钼钨系高速钢硬度的常见方法

# 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。