316不銹鋼表面等離子滲B、MO-B共滲及其摩擦磨損性能的研究.pdf

1、AISI316奧氏體不銹鋼作為重要的工程材料具有良好的綜合性能。例如，優(yōu)美的外觀、優(yōu)異的耐腐蝕性能、良好的塑性和韌性等，因此在海洋、化工、食品、航空、化工、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。然而AISI316奧氏體不銹鋼存在硬度比較低、耐磨性比較差的缺陷，特別是極易產(chǎn)生粘著磨損，從而阻礙了奧氏體不銹鋼的應(yīng)用。表面合金化技術(shù)成為解決這一問題的首選方法。雙輝等離子表面合金化技術(shù)憑借簡(jiǎn)單、滲入效率高、膜基結(jié)合強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，成為表面改性

2、的熱點(diǎn)。
　　前期實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，通過在奧氏體不銹鋼表面形成硬質(zhì)改性層可以提高其摩擦學(xué)性能。在不銹鋼表面改性方法中，滲硼層憑借其較高的硬度，較高的耐磨性，尤其是良好的耐粘著磨損和磨粒磨損性能受到研究人員的廣泛關(guān)注。本文通過采用雙層輝光等離子表面合金化技術(shù)對(duì)316奧氏體不銹鋼進(jìn)行滲B和Mo-B共滲處理，制備表面含硼、鉬硼改性層，分別對(duì)滲層的組織結(jié)構(gòu)、成分分布、相結(jié)構(gòu)和顯微硬度等進(jìn)行分析，并重點(diǎn)探討研究干摩擦條件下不同載荷和配副對(duì)滲

3、硼及鉬硼改性層摩擦磨損性能的影響及磨損機(jī)理。得出如下結(jié)論:
　　(1)316奧氏體不銹鋼在不同工藝下雙輝等離子表面滲B及Mo-B共滲處理后，在試樣表面均能獲得一定厚度、組織均勻的改性層。改性層的厚度分別約為8μm和23μm;兩種改性層中B元素的含量在表面最高，由表及里在一定深度范圍內(nèi)呈梯度下降趨勢(shì);經(jīng)滲B處理后改性層主要由FeB、Fe2B及Ni3B、CrB和γ組成，而Mo-B共滲處理后同時(shí)還形成了FeMo2B2和Mo2B相;滲B及

4、Mo-B共滲兩種改性層的表面硬度分別是基材的4倍和4.5倍。劃痕測(cè)試表明，兩種改性層與基材具有良好的結(jié)合性能。
　　(2)在干摩擦條件下，以GCr15鋼球?yàn)槟Σ僚涓?，?N、2N、5N三種載荷下，兩種改性層的摩擦系數(shù)均小于基體，比磨損率也遠(yuǎn)小于基體，其減摩性和耐磨性能在一定程度上得到提高。載荷為1N、2N時(shí)，滲B處理試樣的耐磨作用更為顯著明顯。5N載荷下，Mo-B共滲處理后試樣耐磨性更好。
　　(3)以Al2O3陶瓷球?yàn)槟Σ?/p>