氮氩流量比对MZ刀具激光渗氮层组织演变的影响

作     者：雷瑛 李达 罗森怡 李刚 Lei Ying;Li Da;Luo Senyi;Li Gang

作者机构：西安交通工程学院机械工程学院陕西西安710300 西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 西安斯塔克材料科技有限公司陕西西安710300 

出 版 物：《应用激光》 (Applied Laser)

年 卷 期：2022年第42卷第12期

页      面：83-88页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：四川省国际交流合作项目(2019YFH0048) 

主　　题：激光渗氮 气体流量 裂纹 微观组织 

摘      要：为了提高W6Mo5Cr4VZ(MZ)高速钢刀具表面的综合性能,通过高功率半导体激光对W6Mo5Cr4VZ高速钢实施表面渗氮,对比了纯氮气与氮氩混合气体引起半导体激光渗氮熔池与表面组织形态的差异性,分析不同渗氮工艺下渗氮层物相成分、组织形态与硬度变化。研究结果表明,提高氩气比例后,在渗氮层内形成了更少的AlN树枝晶,原先大尺寸枝晶逐渐转变成了更加短小的等轴晶结构。在150~300μm深度处形成了AlN与Al两种组织相,深度介于450~600μm范围内的组织相主要由Al构成。氮氩比介于3∶1~1∶3时,表层硬度达到900~1000 HV。提高氩气比例后,熔池内的氮含量减小,过冷度增大,形成了更长的一次与二次晶轴,枝晶端部曲率半径降低。该研究有助于改善MZ刀具激光渗氮层的组织结构,可以拓宽到其他对表面有高要求的材料上。