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表面疲劳、磨损以及高温氧化和表面腐蚀会导致模具使用寿命下降,表面强化技术是解决这一问题的有效手段。其中盐浴渗金属作为表面强化工艺的一种,具备工艺简单,易于操作,渗层性能优良等特点,应用于模具表面强化具有很大潜力,能够提高模具的硬度、耐磨性、耐蚀性以及热稳定性等,进而延长模具使用寿命。本文对盐浴渗钒、盐浴渗钛以及钛钒共渗进行了一定的研究,并且以碳化钒渗层为例研究了盐浴渗金属的热力学及动力学,得到了以下几点主要结论:1. Cr12MoV钢盐浴渗钒后形成了致密的VC渗层,表面硬度从最初的713HV0.3提高到1800~2500HV0.3;断面硬度由基体表面向基体内部降低;渗层厚度分别与处理温度或保温时间成正比关系;2. Cr12MoV钢盐浴渗钛后形成了致密的TiC渗层,表面硬度从未渗前的713HV0.3提高到2300~3080HVo.3;对1000℃,6h的渗钛试样进行了断面硬度分析,硬度由基体表面向基体内部降低;3.通过对钒钛共渗、钒-钛/钛-钒复合渗的研究,认为钛钒共渗和钛-钒复合渗存在一定难度,没有得到渗层。对处理成功的钒-钛渗层的试样进行金相显微和SEM形貌观察、EDS和XRD分析、表面和断面的显微硬度测试,分析研究了Cr12MoV钒-钛渗层形貌与组织结构。结果表明:钒-钛渗层中存在(Ti/V)C形成的固溶体;表面硬度提高到2647HVo.3;对钒-钛试样进行了断面硬度分析,硬度由基体表面向基体内部降低;4.对相同温度和时间条件下的渗钒试样、渗钛试样以及钒-钛试样的耐磨性、耐蚀性及热稳定性等性能进行了对比。三种渗层都提高了基体的耐磨性,耐磨性大小依次为渗钛试样>钒-钛试样>渗钒试样>淬火基体;三种渗层的磨损机理都是疲劳剥落磨损,渗层与基体结合处产生的裂纹尖端的高应力导致了渗层的破裂及脱落;在3.5%NaCl溶液中,耐蚀性能大小依次为钒-钛试样>渗钛试样>渗钒试样;另外,渗钛渗层的热稳定性能比其他两种渗层的要好,达到900℃,而渗钒层在600℃就被氧化破坏了,钒-钛渗层在700℃左右失效。5.以碳化钒渗层为例研究了盐浴渗金属的热力学及动力学,认为渗层形成的驱动力为奥氏体和碳化钒层中碳活度差,经过计算,约等于奥氏体中的碳活度值;另外得出了渗层厚度l与扩散时间t的1/2次方成正比的关系,通过实际的实验数据验证,动力学方程存在一定偏差,但可以使用该方程进行大约的估计计算。