40CrNiMoA復(fù)合表面強化及高速磨損性能.pdf

1、隨著工業(yè)現(xiàn)代化和航天航空的發(fā)展，對各種機械零件的耐磨性要求越來越高。當(dāng)零件表面的相對摩擦速度約為100m/s時，常規(guī)的表面強化方法無法提高耐磨性。本文采用瞬態(tài)電能與離子束增強沉積(IBED)復(fù)合，對40CrNiMoA鋼表面進行復(fù)合強化，以期提高零件高速磨損下的耐磨性，達(dá)到延長零件壽命的目的。 選擇了4種電極和16種工藝參數(shù)，對40CrNiMoA進行了瞬態(tài)電能表面強化。通過耐磨性評定，預(yù)選出兩種較優(yōu)的工藝。然后IBED沉積Cu膜，

2、生成復(fù)合強化層。用光學(xué)顯微鏡、SEM、顯微硬度計、XRD、球—盤磨損機和高速銷—盤磨損機分析了強化層的性能。獲得如下主要結(jié)果： 單一瞬態(tài)電能強化層主要都是由碳化物和氮化物組成。滾動干磨損表明，Cr12MoV強化40CrNiMoA后的耐磨性能最好，其耐磨性比未處理試樣提高6倍；優(yōu)選出兩種單一瞬態(tài)電能工藝：石墨和Cr12MoV電極，電參數(shù)為60V和180μF，車床轉(zhuǎn)速1.04轉(zhuǎn)/分，電極形狀為3×3mm的方條。 復(fù)合強化層的

3、截面組織與瞬態(tài)電能強化層的相似，其表層與單一瞬態(tài)電能強化層比較，沒有明顯的裂紋和孔洞。表層富Cu和C，貧Fe，靠近基體富Fe貧Cu，且有明顯的過渡區(qū)；其顯微硬度隨深度的變化規(guī)律與單一瞬態(tài)電能強化層相似，但其在數(shù)值有所提高，尤其在亞表層得到明顯提高。 由球—盤磨損試驗可知，單一強化層和復(fù)合強化層都提高了試樣的耐磨性，并且都降低了摩擦系數(shù)。其中單一石墨電極瞬態(tài)電能強化后的耐磨性提高了6倍，摩擦系數(shù)也最低，磨損過程中以較長時間保持在0

4、.15-0.3間。 高速銷盤短時磨損下，Cr12MoV電極瞬態(tài)電能強化+IBEDCu復(fù)合強化層的耐磨性提高4倍以上，石墨+Cu提高2～3倍；增加磨損時間后，Cr12MoV電極瞬態(tài)電能強化+IBEDCu復(fù)合強化層的磨損量大于未處理試樣，而石墨+Cu依舊保持較低的磨損量；復(fù)合強化層的摩擦系數(shù)平均值為0.05左右，未處理試樣為0.1左右；磨損過程主要發(fā)生磨粒磨損以及嚴(yán)重的塑性變形。 同一復(fù)合強化層在低速大應(yīng)力的球盤磨損和高速輕