得到如下结果:

(1)通过新型VC烧结模具钢材料的组织特征和热处理工艺进行研究,得到兼具高热导率和高耐磨性能的热冲压用VC烧结模具钢材料。新型热冲压VC烧结模具钢最佳热处理工艺为:1080℃奥氏体化后淬火加640℃回火2h二次回火。热处理后硬度约53HRC、平均冲击功182J、热导率可达46W/m·k、在620℃条件下保温20h后室温硬度约46HRC,比传统的热冲压VC烧结模具钢H13、CR7V、HTCS-130和DIEVAR分别高出17HRC、13HRC、10HRC和7HRC。

(2)新型热冲压VC烧结模具钢在高温回火过程中析出大量的二次碳化物。当回火温度大于560℃时,回火组织中析出M2C型碳化物;当回火温度高于600℃后析出MC型碳化物VC;当在620℃长时间回火后M2C型碳化物转化为M6C型碳化物;而当回火温度高于660℃时,其碳化物为M6C和VC。

(3)新型热冲压VC烧结模具钢在实验条件下具有较H13钢更低的摩擦系数和更好的高温耐磨性能。新型热冲压VC烧结模具钢良好的高温耐磨性能源于其氧化性和良好的热稳定性能。高的氧化性能有利于其在摩擦过程中生成较多的氧化物,有益于摩擦氧化层的形成和生长;而良好的热稳定性能使其在高温下为摩擦氧化层提供良好的支撑作用来达到减磨的作用。高氧化性能和良好的热稳定性扩展了新型热冲压钢的轻微氧化磨损温度区间,使其在400-700℃温度范围内以轻微氧化磨损机制为主。

(4)新型热冲压VC烧结模具钢中的碳化物由于高温摩擦的作用在摩擦氧化层下形成碳化物层,此碳化物层可为摩擦氧化物层提供格外的支撑作用,推迟了摩擦氧化层向基体的生长、使其在高温下形貌完整并维持在较高的厚度。新型热冲压VC烧结模具钢高温摩擦氧化层未出现大量的裂纹,不出现大尺寸氧化物块的脱落,而是在氧化层表层以小尺寸的氧化物颗粒形式剥落,表现出低磨损率。

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