采用双层辉光离子渗金属技术，对不同含碳量的试样表面进行W、Mo、Ti三元共渗，使试样表面形成类似高速钢合金成分的等离子合金化层（简称“渗层”或“渗金属层”）。渗金属层可获得合金铁素体，合金珠光体和白亮层三种不同类型的渗层组织。在不同工艺参数和源极成分配比下，通过对试样渗金属层的显微组织、合金元素含量进行分析和研究，发现含钛表面高速钢渗层的厚度和合金元素浓度与工艺参数、源极成分配比密切相关，并得出以下结论：合金元素成分（C）和渗层厚度（Ld）随着源极电压的提高而增加；C和Ld随着阴极电压的提高呈∧型，最佳值在400～500V间；C和Ld随着气压的提高也呈∧型，最佳值在40～70帕；C和Ld随着极间距的增大而减少，控制在15～20mm之间为最佳；C和Ld随着温度的升高而增加，渗层厚度与加热温度呈指数关系，与保温时间呈抛物线关系，类似于化学热处理；C和Ld随着基体含碳量的提高而迅速降低；增加源极成份配比中Ti的比例，可以提高渗层中钛元素的浓度；无论采取何种工艺参数和钢种，渗层的显微硬度总比基体的显微硬度高。在本试验中，利用现有实验设备的条件和检测手段，采用下列工艺参数值：源极电压（Vs）1000V；阴极电压（Vc）400V；气压（p）70帕；极间距（d）20mm；加热温度（T）1100℃；保温时间（τ）5h。试样名称，纯铁或20钢；源极成分配比，含Ti30％、50％（W、Mo各占其余量的50％）、100％。 再把最佳工艺参数和源极成分配比下的双辉渗试样经渗碳，淬、回火，制成一种新型的高速钢——含钛表面高速 北京工业大学硕士学位论文 摘 要 钢。试验结果表明，渗碳后渗金属层的显微组织是合金珠 光体十合金碳化物，而且合金碳化物的分布与普通冶铸高速 钢相比更为细小、弥散、均匀；利用X射线衍射微区分“析， 测得第二相分别为 MsC（Fe。C）、M。C（Fe。W＊）不 MC（TI、 Y－MOC、WC）型碳化物；对于不同源极配比和不同钢种的渗 金属渗碳试样，其渗层显微硬度比基体显微硬度高。淬、 回火后含钛表面高速钢的显微组织为回火马氏体和其上分 布着的均匀细小的粒状碳化物。其碳化物比普通冶铸高速 钢细小均匀得多；利用X射线衍射微区分析，测得第二相 分别为 M。C（Fe。W。C）、M，C。［（FeWMo），C。」禾 MC（TI、Y－MoC） 型碳化物；硬度为 760－890 HV。；，相当于 62－69HRC，心部 硬度 510 HV。；，相当于 50HRC。达到 了表层具有高硬度、 高耐磨性，而心部则具有足够的硬度和良好的弹性及韧性 的要求。红硬性仍可达 760HV0．；左右，相当于 62HRC。与 普通高速钢相比，其硬度、耐磨性及红硬性都有所提高。