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保溫管件的表面組織及性能 

發布時間:2020/04/17

  激光加熱表面淬火是一種加熱溫度高、速度快,通過基體的導熱快速冷卻而實現淬火的方法,故齒輪激光淬火后能獲得細化的馬氏體晶粒,而且齒輪變形極小,可實現無磨削或極量精磨;另外與滲氮、滲碳強化工藝不易獲得沿齒廓均勻分布的硬化層相比,激光淬淬硬層分布更趨均勻,硬度更高。由于硬化層晶粒的細化可防止裂紋萌生和擴展,從而改善了淬火齒輪的接觸疲勞性能,同時,硬化居硬度的“月牙形分布,即分度圓處較厚,齒頂、齒根處略薄,符合齒輪受載的需求因此,激光淬火可為大模數、高精度的齒輪齒面強化提供一種有效的途徑。另齒輪激光淬火不受齒輪模數大小的局限,實際應用具有明顯優勢高的承載能力。單一表面強化技術不易滿足綜合性能要求高的工件的使用要求,而將兩種或多種表面強化技術進行復合處理,將顯著提高工件的綜合性能,滿足更加復雜的使用要求①滲碳+氮碳共滲的齒輪表面復合強化技術對于低碳和低合金鋼,對其表面行滲C可顯著提高表面硬度,然后進行低溫NC共滲(低于530℃),可使心部保持較好韌性,表面形成一層氦化層,具有極好抗腐蝕性能,表面硬度基本保持不變。最后進行等離子滲S,表層形成由FeS相組成的硫化物層。
  由于保溫管件共滲層具有很好的支撐作用,從而摩擦時硫化物層不易剝落。硫化物層疏松多孔,具有良好的自潤滑性能,且FeS相有效降低摩擦系數,但表面硬度略有下降。例如美國第二代航空齒輪鋼M5oN訌,其碳含量低且添加了Ni元素,使之適合滲碳。NC共后,表面形成的氮化物層提高了齒輪表面的接觸疲勞強度,同時基本保持了滲碳時高的硬度,心部斷裂韌性也較高。滲S工藝中的S元素降低了表面摩擦系數,而N的滲入與N的合金化相結合,使殘余奧氏體量增多,滲層的硬度顯著提高該工藝已成功運用于航空齒輪的表面強化,使齒輪具有較好的綜合性能,延長使用壽命②離子滲氮+類金剛石膜(DLC)的齒輪表面復合強化技術工件經等離子氮和類金剛石膜(DLC)復合處理后,表面硬度、膜/基結合強度、耐磨性能等均優于未氮化鍍類金剛石涂層的工件。由于氮化后的鋼表面有較深的硬化層,具有定硬度、耐磨性和殘余壓應力,構成了類金剛石膜(DLC)的理想支撐體,其承載能力遠遠超過未氮化基材。由于硬化層硬度增加,形成了從保溫管件表面到鋼基體之間的硬度梯度,使材料表面的耐腐蝕性、耐磨性、接觸疲勞強度和涂層的附著能力都顯著提高。DIC膜因具良好的耐磨性和很低的摩擦系數,抗磨損性能大幅度提高。
  該復合處理工藝在齒輪的應用上有著很好的前景,它可改善齒輪的表面組織及性能,提高齒輪表面的耐磨性⑧表面離子滲氮+沉積TI涂層的齒輪表面復合強化技術TiN涂層因具很高硬度、低摩擦系數、抗蝕性好而廣泛應用于工件表面,但由于單一涂層與基體的結合力較弱,所以承受的載荷不高。然而,齒輪工件表面在500℃左右經過離子氮后,形城成了細小均勻分布的氮化物,提高了表面硬度,也為沉積TiN涂層提供了強有力的機械支撐,膜/基結合力增強。因此復合滲層的疲勞強度很高,同時具有抗塑變能力。該復合強化技術可應用于高速重載齒輪,抗沖擊力強且具優異的耐磨性總之,復合處理的類型多種多樣,其強化效果,將1+1>2,必將獲得更為廣的應用。

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