超声冲击对65Mn钢渗铬层摩擦磨损性能的影响

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)23C6、(Cr,Fe)7C6、Cr2C.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".