H13(4Cr5MoSiVI)是国际上广泛使用的热作模具钢，它具有较高的热强度和硬度、高的耐磨性和韧性，以及较好的耐热疲劳性能，被广泛应用于制造各种锻模、热挤压模，以及铝、铜及其合金的压铸模。铝型材挤压模具钢的工况条件十分苛刻，不仅要受频繁的机械冲击、高温铝液的热冲击，还会有高温腐蚀、磨损等各种环境考验。挤压模具钢的失效形式主要表现为磨损、开裂及变形三种失效方式。众多文献对等离子渗氮的组织、性能包括摩擦性能进行了研究，而等离子渗氮的高温摩擦相关文献甚少，但实际上渗氮材料高温使用的环境更加普遍，因此研究等离子渗氮压力对高温摩擦学规律的影响具有重要意义。
实验材料为H13钢，其化学成分(质量分数，%)为：0.31C，5.21Cr，1.27Mo，0.96V，1.40Si，0.31Mn，余为Fe。试样尺寸为Φ25mm×8mm。离子渗氮前先进行1080℃油淬+560℃×2h回火处理，处理后平均硬度为500HV0.3。在直流等离子体增强化学气相沉积炉中进行渗氮，氮气与氢气的体积比例为2∶1，氮气流量为40mL·min-1，保持渗氮温度540℃，渗氮时间2h，在267、533、800、1066和1333Pa压力下进行离子渗氮。对5种工艺处理的试样进行摩擦试验，试验参数为：载荷20N，速度200r/min，时间10min，旋转半径约8mm，对磨球为Φ9.5mm440c，摩擦方式为球-盘旋转，温度540℃。
1066Pa离子渗氮工艺下的渗氮效果最明显，渗氮层中的化合物层可以达到9μm，扩散层可以达到145μm，渗氮层具有最佳的硬度分布和物相组成。在高温下渗氮处理后的H13钢以磨粒磨损为主，未渗氮试样以黏着磨损和磨粒磨损为主。（榕霖）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。