空心陰極輔助等離子滲氮后氧化復(fù)合工藝研究.pdf

1、等離子滲氮處理可以提高結(jié)構(gòu)鋼硬度、耐磨性以及耐蝕性，然而，在等離子滲氮基礎(chǔ)上進(jìn)行后氧化處理，可以進(jìn)一步對(duì)耐蝕性和減磨性進(jìn)行提高，這主要?dú)w功于在氮化層上形成的Fe3O4氧化物，F(xiàn)e3O4結(jié)構(gòu)致密，具有較低的摩擦系數(shù)及化學(xué)穩(wěn)定性，改善了滲氮件抗磨損性能和抗腐蝕性能，因此在生成單一的Fe3O4相的同時(shí)能夠避免Fe2O3的產(chǎn)生是后氧化技術(shù)的關(guān)鍵。
　　本實(shí)驗(yàn)在自制的空心陰極輔助等離子滲氮爐中對(duì)40Cr鋼進(jìn)行離子滲氮后氧化復(fù)合處理，在離子滲

2、氮部分采用相同的工藝，在后氧化處理部分采用不同工藝參數(shù)進(jìn)行后氧化處理，通過(guò)改變后氧化工藝參數(shù)的溫度、氣氛、時(shí)間以探究后氧化過(guò)程及其機(jī)理。利用金相顯微鏡、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡、顯微硬度計(jì)、激光共聚焦顯微分析、電化學(xué)測(cè)試工作站等測(cè)試儀器，對(duì)復(fù)合處理后的40Cr鋼滲層厚度、相結(jié)構(gòu)及顯微硬度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其耐腐蝕性、耐磨性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。
　　研究發(fā)現(xiàn)，40Cr鋼離子滲氮后氧化復(fù)合處理后可獲得氧化層+化合物層+擴(kuò)散層的復(fù)合滲層

3、，氧化層厚度約0.7-1.9μm，該氧化層由Fe3O4和Fe2O3組成，且兩種氧化物含量比值由后氧化工藝參數(shù)決定，過(guò)量的氧含量和較高的溫度下，氧化層中會(huì)有Fe2O3出現(xiàn);經(jīng)過(guò)后氧化處理，表面顯微硬度降低，但擴(kuò)散層深度有所增加。在O2∶NH3=1∶3，450℃，60min后氧化工藝條件下生成了最大含量的單一的Fe3O4相，此時(shí)，耐磨性能和耐蝕性能最佳。
　　此外，還結(jié)合本文已研究的結(jié)果，探究了使用空氣替代氧氣進(jìn)行后氧化處理的可行性，