微量钛对离子渗氮渗层特性及性能的影响

• 作者: 刘细良 周正华 毛长军 胡静 魏坤霞
• 来源期刊: 中国表面工程
• 学科: 工学
• 关键词: 42CrMo钢 离子渗氮 钛 有效硬化层 化合物层
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究
• 页码范围: 34-38
• 页数: 5页
• 分类号: TG174.445
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20190729003

摘要

为调控离子渗氮渗层特性,获得少脆性化合物层、厚韧性扩散层的渗氮层,提高离子渗氮渗层抗冲击性和重载下的耐磨性,对42CrMo钢进行了添加微量钛的创新离子渗氮处理.利用光学显微镜、SEM、XRD和显微硬度计对渗层的截面显微组织、表面形貌和成分、物相和截面硬度进行了测试和分析.结果 表明:添加微量钛离子渗氮可显著改善渗层特性,获得少化合物层的高硬高韧渗氮层,同时显著提高离子渗氮效率.在540℃×4 h工艺条件下,添加微量钛可使离子渗氮有效硬化层厚度显著增加,由常规离子渗氮的225 μm增加到380 μm,即渗氮效率提高近70％;有效硬化层厚度提高的情况下,化合物层厚度反而减薄,由常规离子渗氮的19 μm降低到10 μm,即化合物层厚度降低了约50％;渗层中化合物层与有效硬化层之比值由常规离子渗氮的8.5％降低到2.6％.同时添加微量钛离子渗氮渗层中形成了高硬度强化相TiN,使渗层表面硬度由703 HV0.05提高至895 HV0.05.添加微量钛离子渗氮获得了薄化合物层、高硬高韧、厚有效硬化层的优良渗氮层特性,该渗层特性对改善离子渗氮零部件抗冲击性和重载下的耐磨性具有重要研究和应用价值.