H13钢表面不含白亮层的渗氮层制备及其耐磨性能

朱瑞华¹，田林海¹，鲍明东²，马永¹，唐宾¹

1. 太原理工大学表面工程研究所2. 宁波工程学院材料科学与工程研究所

摘 要：采用等离子氮化技术对H13钢进行离子氮化,通过改变渗氮气压和温度得到不同成分和厚度的渗氮层,用光学显微镜和X射线衍射仪分析了渗层的组织及物相组成,借助球-盘磨损试验机对渗层在大气环境下与Al₂O₃球对磨时的摩擦学性能进行了研究。结果表明:渗层主要由ε-Fe_2-3N、γ′-Fe₄N和少量α-Fe、Fe₂O₃、Fe₃O₄相构成;渗氮温度为510℃时没有形成明显的渗层,渗氮温度为570℃、气压为200,300 Pa和渗氮温度为540℃、气压为100 Pa时渗层只有扩散层,而在其他条件下渗层由白亮层和扩散层组成;氮化后表面硬度为1100～1200 HV,较基体增加1倍左右;在温度为570℃、气压200 Pa制备渗层的摩擦因数比基体大幅度降低,磨痕宽度变窄,比磨损率明显降低,耐磨性明显改善。

关键词：离子氮化;H13钢;白亮层;耐磨性能;