离子氮铝共渗方法及对42CrMo钢组织性能的影响

作者：康前飞; 杨卫民; 魏坤霞; 汪丹丹; 刘细良; 胡静^*

来源：表面技术, 2023, 52(01): 394-400.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.01.040

• 42CrMo钢
• 离子渗氮
• 氮铝共渗
• 耐磨性
• 摩擦因数
• 电沉积

目的 研发离子氮铝共渗试验方法，达到不影响42CrMo钢基体组织性能前提下，显著提高试样表面硬度和耐磨性效果。方法 采用电解法在42CrMo钢表面沉积氢氧化铝膜，再在520℃/4 h工艺下进行离子氮铝共渗处理，并在相同工艺参数条件与传统离子渗氮进行对比。用光学显微镜、维氏显微硬度计、摩擦磨损测试机、X射线衍射仪及SEM对截面显微组织、截面硬度、耐磨性及物相等进行了测试和分析。结果获得了离子氮铝共渗试验方法，在520℃/4h相同工艺参数下，离子氮铝共渗形成的化合物层和有效硬化层厚度比常规离子渗氮显著增加，其中，化合物层厚度由17.24μm增加到52.13μm，有效扩散层从175μm增加到1050μm，相当于等离子处理效率提升6倍；同时，渗层形成了AlN及FexAl强化相，大幅度提高了渗层的硬度及耐磨性能。表面硬度由750HV0.025提高到1250HV0.025，摩擦因数由常规离子渗氮0.52下降到0.29，磨损率由常规离子渗氮3.22×10-5 g/(m·N)下降到1.21×10-5 g/(m·N)，磨痕明显减轻。结论 采用电解硝酸铝生成氢氧化铝沉淀附着在工件表面作为预处理，获得了离子氮铝共渗试验方法，与常规离子渗氮相比，离子氮铝共渗形成了多层次渗层结构，大幅度提高常规离子处理效率、表面硬度及耐磨性。

• 单位
  常州大学; 常州大学怀德学院