H13(4Cr5MoSiV1）鋼具有較高的韌性和優(yōu)異的耐冷熱疲勞性能。它是一種堅(jiān)固、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的工模鋼。為了提高工模的表面硬度、耐腐蝕性和粘結(jié)性能，在生產(chǎn)過(guò)程中通常需要進(jìn)行表面氮化處理，以有效提高模具的表面強(qiáng)度，同時(shí)保持工模芯的原始強(qiáng)度和韌性。

對(duì)H13模具鋼的氮化處理有很多研究報(bào)告，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍存在一些技術(shù)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，為了獲得氮化處理后模具芯與表面性能的良好匹配，應(yīng)在氮化處理前對(duì)模具鋼進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。一般的熱處理工藝是淬?兩次回火，但也有人提出淬火 一次回火處理工藝，甚至對(duì)一些大型模具進(jìn)行淬火 三次回火處理；氮化處理過(guò)程本身相當(dāng)于一次回火處理，對(duì)氮化層有明顯影響；即使在氮化前只進(jìn)行淬火處理，模具表面的滲透層也能獲得足夠高的硬度。缺乏系統(tǒng)深入的研究，這些因素將直接影響實(shí)際生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率。

因此，通過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)，對(duì)氮化前淬火、淬火 一次回火、淬火 兩次回火和淬火 三次回火進(jìn)行了綜合比較和分析H13模具鋼氮化后表面滲層組織和機(jī)械性能的影響規(guī)律為實(shí)際生產(chǎn)工藝的制定提供了參考。

(1)淬火態(tài)H13鋼氮化后，表面無(wú)傳統(tǒng)的白色亮層和擴(kuò)散層，表面至芯的硬度為HV980左右。三種調(diào)質(zhì)狀態(tài)。H13鋼氮化后，氮化層厚度約為0.24mm,化合物層的厚度為6、10、11μm。表面硬度約為HV950.化合物層由ε相(Fe2N)、γ′相和Fe3O擴(kuò)散層由4組成α2Fe、ε相(Fe3N)、CrN和γ′但各相含量有一定的差異。

(2)H13鋼淬火 二次回火或淬火 三次回火樣品氮化后，表面化合物層結(jié)構(gòu)致密，幾乎沒(méi)有針狀組織，擴(kuò)散層中有少量脈絡(luò)氮化物。因此，綜合比較了幾種熱處理態(tài)氮化樣品的化合物層及整個(gè)氮化層厚度、氮化層硬度及其向芯的過(guò)渡、滲透層的致密性及其缺陷，H13鋼淬火 二次回火或淬火 三次回火試樣氮化后表面性能較好。