常用模具钢，H13模具钢的渗氮处理

　　H13(4Cr5MoSiV1)钢具有较高的韧性和优异的冷热疲劳抗力，是一种韧性兼优、质优价廉的工具钢。为了提高工模具的表面硬度、耐腐蚀性和抗粘附性，生产中通常需要进行表面渗氮处理，在保持型芯原有强度和韧性的同时，可以有效提高工模具的表面强度。

　　H13模具钢氮化处理的研究报道很多，但在实际生产中仍存在一些技术问题。通常，为了在渗氮处理后获得模具的芯部和表面性能之间的良好匹配，模具钢应在渗氮处理前进行适当的热处理。一般的热处理工艺是淬火+二次回火，但也有人提出了淬火+一次回火的处理工艺，有些大型模具甚至采用淬火+三次回火。但渗氮过程本身相当于一个回火过程，会对渗氮层产生显著影响。即使在渗氮之前仅进行淬火处理，模具表面上的渗层的硬度也可以足够高。模具渗氮前的热处理状态对渗氮层组织和性能的影响规律和机理一直缺乏系统深入的研究，这些因素将直接影响实际生产成本和生产效率。

　　因此，通过系统的实验，综合对比分析了淬火、淬火+第一次回火、淬火+第二次回火、淬火+第三次回火四种不同的氮化前热处理状态对氮化H13模具钢组织和力学性能的影响，为实际生产工艺的制定提供了参考。

　　结论:

　　(1)淬火H13钢渗氮后，表面没有常规的白亮层和扩散层，从表层到心部硬度在HV980左右。三种调质H13钢渗氮后，渗氮层厚度约为0.24mm，化合物层厚度依次为6、10和11μm。表面硬度都在HV950左右。化合物层由ε相(Fe2N)、γ′相和Fe3O4组成，扩散层由α2Fe、ε相(Fe3N)、CrN和γ′相组成，但各相含量不同。

　　(2)H13钢淬火+二次回火或淬火+三次回火试样渗氮后，表面化合物层组织致密，几乎没有针状组织，扩散层中有少量脉状氮化物。因此，通过综合比较几种热处理渗氮样品的化合物层和整个渗氮层的厚度、渗氮层的硬度及其向心部的过渡、渗氮层的致密性和缺陷，发现H13钢淬火+二次回火或淬火+三次回火后的表面性能较好。