金属热处理

作者：曹驰, 郭飞胜, 於启鹏, 李侃涛, 欧凯奇

单位：1.兰州理工大学 材料科学与工程学院, 甘肃 兰州 730050; ；2.兰州理工大学 温州泵阀工程研究院, 浙江 温州 325105

关键词：P20钢,双辉光离子渗氮,物理气相沉积,组织,耐磨性,耐蚀性

基金：温州市特种泵阀材料重点实验室专项(2024ZDSYS)

采用双辉光等离子渗氮技术及物理气相沉积技术在P20塑料模具钢表面分别进行渗氮处理、物理气相沉积CrN涂层及两种工艺的复合处理,通过扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪等设备分析试样的显微结构、元素分布及物相变化,利用磨痕形貌和三维轮廓评估对耐磨性进行分析,采用电化学试验测试试样的耐腐蚀性能。结果表明,渗氮/PVD-CrN复合处理试样表面形成均匀致密的面心立方结构CrN涂层,其主要沿(111)、(200)和(311)晶面生长,硬度较基体大幅提升,表面硬度达1785 HV0.05,涂层下方为ε-Fe(2, 3)N和γ′-Fe4N相组成的化合物层及扩散层,有效硬化层深度达到约340 μm。与基体及单一处理的试样相比,渗氮/PVD-CrN复合处理显著改善了P20钢的耐磨性,磨痕宽度和深度均明显减小;耐腐蚀性能也明显增强,自腐蚀电流密度从7.71×10-6 A/cm2(基体)减小到0.67×10-6 A/cm2。

来源：2025年第10期

《金属热处理》期刊编辑部

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