2020-04-14
不銹鋼具有表面美觀、耐腐蝕性能好、韌性好、容易塑性加工、焊接性能好等特性，廣泛用于石油、化工、食品、醫(yī)療和紡織機(jī)械等行業(yè)。但由于不銹鋼的硬度低、耐磨性差，使其在許多場(chǎng)合的應(yīng)用受到限 制，尤其是在腐蝕、磨損和重載等多種因素同時(shí)存在的條件下，顯著縮短不銹鋼零件的使用壽命。通過離子滲氮提高不銹鋼的表面強(qiáng)度，從而提高其耐磨性能來延長(zhǎng)使用壽命是一種有效的方法。
奧氏體不銹鋼不能通過相變進(jìn)行強(qiáng)化，而且常規(guī)離子滲氮由于滲氮溫度高(500℃以上)，滲層中有Cr的氮化物析出，使基體貧鉻，在表面硬度顯著提高的同時(shí)表面耐腐蝕性能嚴(yán)重惡化，失去了不銹鋼的特性。利用直流脈沖離子滲氮設(shè)備，對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行低溫離子滲氮處理，在其耐腐蝕性基本保持不變的情況下提高其表面硬度，從而提高其耐磨性能，同時(shí)與常規(guī)滲氮溫度下的離子滲氮處理試樣進(jìn)行比較。
實(shí)驗(yàn)在30kW直流脈沖離子滲氮爐內(nèi)進(jìn)行。直流脈沖電源的參數(shù)為：電壓0～1000V可調(diào)，占空比15%～85%可調(diào)，頻率1kHz。測(cè)溫系統(tǒng)由紅外測(cè)溫儀IT-8測(cè)量。試樣的材料為18Cr-12Ni-2.5Mo奧氏體不銹鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：0.06C，19.23Cr，11.26Ni，2.67Mo，1.86Mn，余為Fe;試樣尺寸Φ24mm×10mm。實(shí)驗(yàn)前依次用水磨砂紙打磨試樣，去油污，酒精清洗吹干，放到陰極盤的中央，抽真空到50Pa以下。
采用低溫和常規(guī)滲氮溫度對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行離子滲氮，滲氮層的顯微硬度均達(dá)到1150HV0.05以上，低溫離子滲氮得到的滲氮層較薄，硬度梯度大。奧氏體不銹鋼經(jīng)過低溫離子滲氮后，其耐磨性能提高4～5倍，而耐腐蝕性基本保持不變;常規(guī)滲氮溫度下離子滲氮，雖然耐磨性能也提高4～5倍，但由于奧氏體不銹鋼表面有鉻的氮化物析出，使其耐腐蝕性能大幅度下降。
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