激光冲击与渗碳复合工艺改善12CrNi3A钢磨损性能

为了提高12CrNi3A钢渗碳层质量及其抗磨损性能,提出了激光冲击与渗碳不同顺序复合的工艺方法。球磨实验结果表明,相比渗碳处理,激光冲击后渗碳试样的比磨损率降低了51%,而渗碳后激光冲击强化试样的比磨损率降低了13%,说明激光冲击后渗碳的复合工艺能更好地改善抗磨损性能。在摩擦系数差别不大的情况下,抗磨损性能的提升与显微硬度提高、微观组织变化有关,从这两方面讨论抗磨损性能提升的机理。研究表明:激光冲击强化可促进渗碳的过程,强化后渗碳形成的渗碳层结构致密,大量细小碳化物形成,固溶强化、第二相强化作用增强,显微硬度增大,从而提高抗磨损性能;而渗碳后激光冲击强化只使渗层表面发生了形变强化,与渗碳工艺相比,显微硬度略有提高,抗磨损性能提高有限。

12CrNi3A钢零件的碳氮共渗

12CrNi3A钢轴承座需进行碳氮共渗,要求渗层深度0.55~0.65 mm,淬火后表面硬度82~85 HRA。采用井式渗碳炉对轴承座进行了碳氮共渗,温度840℃,渗剂为煤油加氨气。检验结果发现,轴承座渗层中有点状和网状黑色组织,这与炉气成分和氨气流量有关。热处理试验表明,碳氮共渗层中的黑色组织不能通过正火等热处理消除。对于要求高表面硬度的12CrNi3A零件,为避免黑色组织的产生和达到要求的表面硬度,应采用高碳势的气氛和控制气氛炉进行碳氮共渗。

激光冲击渗碳12CrNi3A钢的磨损性能

提出激光冲击处理增强渗碳的组合方法,提高了12CrNi3A钢渗碳层的质量和耐磨性能。采用球磨实验分析了渗碳和激光冲击增强渗碳两种工艺下材料的耐磨性能,采用扫描电镜(SEM)研究了激光冲击增强渗碳对12CrNi3A材料微观组织的影响。结果表明,激光冲击渗碳试样的比磨损率为2.69×10-14 m3/Nm,比渗碳试样降低了29%。从摩擦系数和微观组织两个方面分析讨论了这种工艺方法提高12CrNi3A耐磨性能的机理。一方面,激光冲击增强渗碳使试样的摩擦系数降低了25%;另一方面,激光冲击渗碳试样表层形成了大量细小的碳化物颗粒,并呈梯度分布,从而提高了12CrNi3A钢材料的耐磨性能。

12CrNi3A钢活塞销渗碳淬火工艺改进

通过硬度测试和金相分析对12CrNi3A钢活塞销随炉降温淬火、空气预冷淬火和直接淬火+二次淬火3种热处理工艺进行研究。确定了直接淬火+二次淬火的工艺可行性,工效大大提高。