氮化激光淬火復合處理對18Cr2Ni4WA鋼耐磨性能的影響

18Cr2Ni4WA屬于高強度合金鋼,可滲碳用,也可以調質用,還可以調質后滲氮處理用。為了提高零件的耐磨性,研究者們進行了大量研究。近年來由于激光淬火與常規淬火相比,具有硬化層硬度高、組織細小、缺陷密度高、淬火應力和變形小、可對復雜形狀零件實施局部強化處理等特點而得到廣泛應用。然而針對氮化激光復合處理對18Cr2Ni4WA鋼耐磨性的影響鮮有報道。本文針對氮化激光復合處理對18Cr2Ni4WA鋼耐磨性能的影響進行了研究。

實驗在SRVⅣ微動磨損實驗機上進行,選用點接觸形式進行試驗。對偶件采用Optimol公司提供的Φ10mm GCr15鋼球,硬度62~63HRC。正火+高溫回火處理的工藝為:900℃×1h空冷→650℃×3h;滲氮+激光表面淬火處理的工藝為:900℃×1h空冷→650℃×3h→900℃×1h油淬→580℃×1.5h→520℃×20h滲氮→540℃×20h滲氮→激光表面淬火(激光功率1600W,掃描速度:250mm/min,光斑:10mm×2mm)。實驗前,所有試樣均進行拋光處理,使試樣表面粗糙度Ra=0.04μm,在實驗前后均用丙酮進行超聲波清洗。為了研究氮化激光復合處理對18Cr2Ni4WA鋼耐磨性的影響,分別探討了載荷和滑動速度對滑動磨損量的影響。實驗均在室溫、無潤滑劑條件下進行,其他實驗條件為:載荷分別為50、100和300N(速度0.05m/s,振幅1mm,時間30min);速度分別為0.02、0.04、0.06和0.08m/s(載荷100N,振幅1mm,時間30min)。

氮化激光復合處理試樣的表面硬度約為780HV,比常規滲氮處理硬度提高約50HV。磨損體積隨著載荷和滑動速度的增加而增大;滲氮激光復合處理試樣的耐磨性較好,可用于提高零件耐磨性;磨損機理主要為粘著磨損和磨粒磨損。