为了适应热作模具恶劣的环境，提高使用寿命，除了要求热作模具钢本身应具有高的韧性和塑性、小的热膨胀系数和好的导热性等优异的力学性能和使用性能外，特别对于与工件直接接触的模具表面更应具有高的热强度、良好的抗回火性，因此，传统的采用各种(氮、碳、硫等)溶渗以及PVD工艺来提高模具的使用寿命，有较好的效果，但在热作模的工况条件下，改性层表面较薄，而且容易发生氧化、剥落而导致失效，最好的解决办法就是在模具材料表面涂覆硬膜，采用激光熔覆技术可以有效的引人诸如WC等高温硬质合金熔覆层，并且与基体形成冶金结合，同时获得良好耐磨性。
1、H13(4Cr5MoSiV1)钢是国际广泛应用的一种空冷硬化热作模具钢。原创论文中在H13表面通过宽带激光熔覆工艺制备超细的碳化钨(如原创论文图1所示碳化钨粉末平均粒径约为200nm)合金熔覆层，并分析了熔覆层的微观组织结构、硬度、耐磨性和残余应力。图1超细WC粉末SEM照片
2试验材料及工艺方法基体材料为回火态的H13钢，试样尺寸为100mm*50mm*20mm，其化学成分如原创论文中表1，实验前对试样表面打磨，然后用无水乙醇清洗。将超细WC与一定量自行配制的含Cr,Fe,Si等元素的粉末一起加人到吸光涂料中，用超声波对溶液进行一个小时的均匀化处理后，涂覆约0.2mm厚的薄层在试样的表面上，然后吹干。用氢气作为保护气体，并将气体保护装置固定在激光聚焦镜上，随镜头移动，实时对熔池进行气体保护，采用最大功率为7kW的连续CO。激光器，在光斑尺寸为9*2mm2，扫描速度为0.25~0.40m/min，功率为2~3kW的激光工艺参数条件下对试块表面进行激光处理。制备好试样，用HXD-1000型显微硬度计、WM-2002型摩擦磨损实验仪、HitachiS-4700(II)型场发射扫描电子显微镜、ThermoNORANVAN-TAGSEIS能谱仪、Thermoarl-SCINTAGXTRAX型X射线衍射仪和Sartorius-BS21S型电子天平(精确到0.Olmg)分别对硬度、耐磨性、表面形貌、元素分布、微观结构、物相以及失重等进行检测和分析。采用X-350A型X射线应力测定仪进行熔覆层残余应力分析。
3试验结果及分析3.1宏观形貌及残余应力如原创论文图2所示为采用光斑尺寸为9*2mm，激光熔覆工艺制备的超细WC熔覆层表面和截面的试样扫描照片。从图2A处为金相砂纸打磨以及B处为激光处理后的原始表面形貌，可以看出熔覆层表面平整光滑，且没有裂纹气孔出现，熔覆层截面可以分为四个区:熔覆层、过渡区(熔覆层与热影响区的交界)、热影响区和基体;熔覆层的厚度约为0.4mm.图2激光熔覆层WC的宏观形貌为了获得较大面积熔覆层，试验过程我们采用了搭接的办法，从图2中也可看出搭接地方熔覆层过渡自然，这对于需要大面积强化的模具表面具有重要意义。
(来源：钢铁产业)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。