不同稀土掺杂固体渗铬对Cr-RE渗层结构及性能的影响

• 作者: 代明江 侯惠君 匡同春 唐相国 林松盛 韦春贝
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: GCr15轴承钢 Cr-RE渗层 稀土氧化物 摩擦磨损性能 固体包埋法
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 157-164
• 页数: 8页
• 分类号: TG156.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.10.021

摘要

目的 改善GCr15轴承钢的表面性能,以满足其在重栽恶劣工况下服役的要求.方法 采用固体包埋法对GCr15轴承钢进行渗铬处理,通过添加不同的稀土氧化物-La2O3、Y2O3和CeO2,获得三种Cr-RE渗层.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计、Rockwell-C硬度计及球-盘式摩擦磨损试验机,对Cr-RE渗层的表面形貌、截面形貌、物相组成、渗层成分、显微硬度、结合强度和摩擦磨损性能分别进行表征.结果 不同稀土元素添加都能在GCrl5轴承钢表面形成一层致密、连续的稀土改性渗铬层,其厚度为10μm,其中Cr-La渗层韧性和结合强度最好,其压痕等级为HF1.Cr-RE渗层主要由Cr7C3、Cr2C和(Cr,Fe)7C3等相组成.Cr-RE渗层能显著提高基体表面硬度,其中Cr-Y渗层表面硬度最大可达1520HV.三种Cr-RE渗层均有提高耐磨性和减摩作用,其中Cr-La渗层具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.4714,磨损率为4.4806× 10-7 mm3/(N·m),其磨损机理为粘着转移和氧化磨损.结论 稀土掺杂渗铬能有效改善渗铬层的韧性和耐磨性,其中Cr-La渗层综合性能最好.