离子渗氮SDDM钢模具耐磨性的试验与数值研究

研究了SDDM热锻模具钢离子渗氮后的组织、力学性能和高温摩擦磨损特性。基于高温摩擦磨损试验建立了Archard磨损模型,并通过数值模拟研究了离子渗氮对SDDM钢汽车前轴热锻模磨损的影响。结果表明:SDDM钢离子渗氮层的氮化物为ε-Fe3N和γ′-Fe4N,表面硬度达到了935 HV0.2,厚度约200μm;离子渗氮后SDDM钢的摩擦因数和磨损率均下降,在300和400℃时发生磨粒磨损,500℃时发生黏着磨损;连续锻造15件汽车前轴后,未渗氮的SDDM钢模具的最大磨损深度达4.43×10-4 mm,而经离子渗氮的SDDM钢模具的最大磨损深度仅为2.57×10-4 mm,下降了约42%。