超声冲击对65Mn钢渗铬层摩擦磨损性能的影响

作     者：王志明 李庆达 汪昊 王宏立 胡军 赵胜雪 WANG Zhi-ming;LI Qing-da;WANG Hao;WANG Hong-li;HU Jun;ZHAO Sheng-xue

作者机构：黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第1期

页      面：52-59,85页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：黑龙江省自然科学优秀青年基金(YQ2019E032) 国家重点研发计划子课题(2017YFC1601905—04)。 

主　　题：超声冲击 固体粉末渗铬 渗铬层 磨粒磨损 氧化磨损 粘着磨损 

摘      要：目的提高65Mn钢的固体粉末渗铬层厚度和耐磨性能。方法对65Mn钢进行超声冲击(UI)和固体粉末渗铬(SPC)相结合的复合工艺处理。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究UI+SPC复合工艺处理后65Mn渗铬层的物相结构、厚度及元素分布。通过显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机研究渗铬层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果SPC处理试样的渗层厚度约为45μm,UI+SPC复合工艺处理试样的渗层厚度约为58μm,相比SPC试样,渗层厚度提高了13μm。渗铬层表面均匀致密,主要相组成为(Cr,Fe)_(23)C_(6)、(Cr,Fe)_(7)C_(6)、Cr_(2)C。UI+SPC试样渗层表面硬度达1659HV,约为基体表面硬度的6倍,且硬度从表面至心部呈梯度下降。UI+SPC试样表面渗铬层具有较好的耐磨性能,平均摩擦系数为0.170,磨损量约为基材的1/4,其主要磨损机理为粘着磨损和氧化磨损,伴随着磨粒磨损。结论UI可有效提高SPC工艺的Cr原子扩散性能,提高渗铬层厚度。相比于单一的SPC处理试样,UI+SPC复合工艺处理试样渗铬层的耐磨性显著提高。UI处理的加入,使SPC试样的磨损机理由“磨粒+粘着转化为“粘着、氧化+磨粒。