微動是發(fā)生在接觸表面上極小振幅的運(yùn)動，微動磨損是微動損傷的主要形式之一。微動磨損現(xiàn)象在機(jī)械行業(yè)、航天航空、電力工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域非常普遍。提高零件表面硬度可以在一定條件下減少零件的微動磨損。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)45鋼經(jīng)不同表面處理后均能不同程度地提高抗微動磨損性能，其中氮化比原始狀態(tài)的45鋼提高了約3倍。18Cr2Ni4WA低合金鋼具有良好的力學(xué)性能，熱處理后抗拉強(qiáng)度可達(dá)1080MPa，屈服強(qiáng)度為930MPa，伸長率約為11%，沖擊吸收功為78J，經(jīng)常應(yīng)用于性能要求高、處于振動和噪聲的工作環(huán)境中，很容易產(chǎn)生微動損傷。為了提高18Cr2Ni4WA鋼零件的可靠性，對其微動磨損及防護(hù)進(jìn)行研究是十分必要的。近年來激光淬火得到廣泛應(yīng)用。然而針對氮化激光復(fù)合處理對18Cr2Ni4WA鋼抗微動磨損性能的影響鮮有報道。本文針對氮化激光復(fù)合處理對18Cr2Ni4WA抗微動磨損性能的影響進(jìn)行了研究。
實(shí)驗材料為18Cr2Ni4WA鋼，對試樣分別進(jìn)行滲氮+激光表面淬火和正火+高溫回火兩種熱處理。滲氮+激光表面淬火復(fù)合處理工藝為：900℃×1h空冷→650℃×3h→900℃×1h油淬→580℃×1.5h→520℃×20h滲氮→540℃×20h滲氮→激光表面淬火(激光功率1600W，掃描速度250mm/min，光斑尺寸10mm×2mm)，處理后表面維氏硬度約為780HV；正火+高溫回火處理工藝為：900℃×1h空冷→650℃×3h，處理后維氏硬度約為280HV。對偶件用Optimol公司提供的GCr15鋼球，直徑為10mm，硬度62～63HRC。為了研究氮化激光復(fù)合處理對18Cr2Ni4WA鋼抗微動磨損性能的影響，分別探討了載荷和振幅對微動磨損體積的影響。實(shí)驗選用點(diǎn)接觸形式在SRVⅣ微動磨損實(shí)驗機(jī)上進(jìn)行，實(shí)驗條件為：室溫、無潤滑，載荷分別為50、100和200N(振幅100μm，頻率80Hz，時間60min)；振幅分別為100、150和200μm(載荷200N、頻率80Hz、時間60min)。
氮化激光復(fù)合處理試樣的表面硬度約為780HV，抗微動能力約為正火+高溫回火處理試樣的3.3倍左右，可用于提高零件抗微動磨損性能；微動磨損體積隨著載荷和振幅的增加而增大，磨損機(jī)理主要為粘著磨損和磨粒磨損。
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