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Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术
持工作带表面压力不变，型材与工作带接触间隙深度 h 增加，几乎达到粘结点的
高度（约 30µm）；③分离阶段：胶粘点不断长大，达到一个很大的高宽比。在
剪切摩擦的作用下，粘结点与挤压型材发生分离，与模具工作带仍然保持粘着；
④沉积阶段：由于工作带位置的阻力阻碍粘结点移出工作带，粘结点在工作带处
沉积，并磨损挤压金属，在型材表面上留下划痕，使型材表面粗糙度增加。同时
某些粘着点可能滚动移出工作带，残留在挤压型材表面，形成挤压磨屑。
图 4-2 挤出型材表面缺陷形成机制
（二）模具表面材料的强化技术
为了提高挤压模具工作带的寿命和挤出型材的表面质量，需采用适当的热处
理和表面强化技术，使工作带表面具有高硬度、耐磨和耐疲劳等性能。热处理工
艺主要用于提高模具基体的强度和韧性，而表面强化主要用于弥补模具基体材料
的性能缺陷，改善模具表面的耐磨损和耐腐蚀性能，强化效果和成本更低。从处
理方式上表面强化技术可分为化学处理、离子注入、沉积涂层、激光表面改性等。
其中化学处理又包括渗氮、渗碳、碳氮共渗、多元共渗等。
林高用等在 500℃左右排气 2h 后，温度为 550℃ ~570℃时进行气体渗
氮 12~14h，得到 H13 挤压模具钢表面渗氮层深度达 0.24mm，其中白亮层约
10μm，表面硬度达 950HV。同时发现预喷丸处理对气体渗氮有明显的催渗作用。
渗氮温度升高，催渗效果显著提高。预喷丸催渗条件下形成的渗氮层硬度高于普
通气体渗氮。余春燕等在 520℃左右对 H13 挤压模具钢进行 1.5h 的离子渗氮，
获得最佳的渗氮层组成，化合物层厚度可达 6μm，渗氮层厚度 0.3μm 左右，渗
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