离子铝氮复合渗对渗层组织性能的影响

作者：康前飞; 魏坤霞; 安旭龙; 刘细良; 赵芳利; 胡静

来源：中国表面工程, 2022, 1-7.

• 42CrMo钢
• 离子铝氮复合渗
• 电解硝酸铝
• 离子渗氮
• 化合物层

为解决高温渗铝存在的基体组织粗化及离子渗氮效率低等问题，研发了离子铝氮复合渗。本研究以调质态42CrMo钢为材料，先采用电解硝酸铝法在工件表面沉积氢氧化铝膜，然后进行离子渗氮处理，在不影响基体组织性能的前提下，研发了离子铝氮复合渗创新技术。采用SEM、光学显微镜、EDS、XRD、显微硬度计、电化学工作站、摩擦磨损测试机及三维轮廓仪等测试手段，对离子铝氮复合渗层进行测试分析。研究结果表明，离子铝氮复合渗处理后，试样表层高效形成了多层次化合物渗层，在（520 ℃/4 h）工艺条件下，化合物层由17.24 μm增加到51.23 μm，提升约3倍；有效硬化层由175 μm增加到1050 μm，提升约6倍。同时，化合物层中形成了高硬度AlN及Fe_(x)Al相；表面硬度由离子渗氮750 HV_(0.025)提高到1250 HV_(0.025)；渗层耐蚀耐磨性比离子渗氮大幅度改善，腐蚀速率由5.42 μm/a降低到1.23 μm/a；摩擦系数由5.2降低到2.9，磨痕明显变窄变浅，表面未有明显磨损裂纹。本研究首次采用沉积氢氧化铝膜作为预处理，成功研发了高性能离子铝氮复合渗技术。