6第六章表面改性技术.pptVIP

　试验结果及分析 涂层的表面形貌 金相试样沿涂层横向截取。图1是预置Si粉末激光表面合金化高硅Al2Si合金涂层的大面积搭接表面宏观照片。由图1可见,多道搭接获得的大面积激光表面合金化层表面比较平整、光滑,且表面无气孔、裂纹等缺陷,宏观表面质量较好。 样本横截面 Si是与Al有共晶反应的合金元素,预置Si粉经激光照射熔化后,与基板上的Al宏观上形成了均匀的合金化层,其横截面组织如图2所示,可以看出,整个激光表面合金化层组织均匀、致密、无气孔、无裂纹,且与基体呈冶金结合。相对于原始基板合金,预置Si粉末激光表面合金化层组织较为细小,合金化层中Si含量约20 wt% ) 。 　激光表面合金化层的维氏硬度 1、对比基体合金，涂层的维氏硬度有一定的提高，且沿涂层层深方向硬度分布相对比较均匀。(VMHT30M型显微硬度计对涂层的硬度分布进行测量) 原因：激光表面合金化的快速凝固效应,使得合金化涂层组织均匀细小、具有优异的强韧性配合,故整个涂层硬度分布比较均匀。激光表面合金化层中细小的未熔Si颗粒、细小的共晶相,增加了涂层的维氏硬度。激光表面合金化高硅Al2Si合金涂层能在一定程度上提高铝合金的硬度,进而为一定程度上提高铝合金的耐磨性奠定了基础。 　激光表面合金化层的耐磨性 试验名称：室温油润滑磨损试验 设备：在SRV型高温磨损试验机上进行 试验前准备及参数设置 润滑介质：L2AN22机油 试样尺寸：Φ24. 0 mm ×7. 88 mm 对磨上试样：直径10. 0 mm硬度为55 HRC的GCr15钢球,法向载荷20 N,微动频率20 Hz,冲程1. 2mm,磨损时间为10min。 试样和标样：选取合金涂层和未经激光处理的原始A357铸造铝合金作为试样和标样 体积磨损量测量：用Taly2surfsp2120表面形貌测量仪测量试样及标样的体积磨损量。 结论：与原始A357合金标样相比,激光表面合金化层的耐磨性能有较大的提高。这是由于激光表面合金化层中大量细小且圆整度好的未熔Si颗粒具有高硬度及高耐磨能力,且在摩擦磨损过程中不易脱落,从而使激光表面合金化层在磨损条件下表现出优异的耐磨性能。 谢谢大家！ 气体渗碳法示意图 ③渗碳方法 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液化气等)或有机液体(煤油、甲醇等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控制 ⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。 ⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。 优点: 表面质量好, 渗碳速度快。 真空渗碳炉 ④渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 一般为0.5-2mm。 低碳钢渗碳缓冷后的组织 渗碳层表面含碳量：以0.85-1. 05为最好。 渗碳缓冷后组织：表层为P+网状Fe3CⅡ; 心部为F+P; 中间为过渡区。 ⑤渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。 渗碳后的热处理示意图 ⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。 渗碳后的热处理示意图 常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温回火。此时组织为： 表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 心部：M回+F（淬透时） 渗碳淬火后的表层组织 M+F ⑥钢的氮化 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。 ⑴氮化用钢 井式气体氮化炉 为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。 常用钢号为38CrMoAl。 ⑵氮化温度为500-570℃ 氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。 ⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，使电离的氮离子高速冲击作为阴极的工件。与气体氮化相比，氮化时间短，氮化层脆性小。 离子氮化炉 ⑷氮化的特点及应用 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 疲劳强度高。由于表面存在压应力。 氮化层组织 38CrMoAl氮化层硬度 ⑶工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。 ⑷ 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如仪表的小轴、轻载齿轮及重要的曲轴等。 缝纫机用氮化件 经氮化的机车曲轴 滲氮与滲碳相比： 滲氮层硬度和耐磨性高于滲碳层，硬度可达69~72