【摘要】：為提高采煤機滑靴在干摩擦條件下的抗磨損性能,采用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)對滑靴用18Cr2Ni4W合金鋼表面進行滲銅鈰處理,通過環(huán)-塊摩擦磨損實驗機在不同載荷和滑動速率下考察其干摩擦條件下的摩擦學(xué)性能,并與45#鋼和18Cr2Ni4W合金鋼的摩擦學(xué)性能和磨損機制進行比較。結(jié)果表明:表面滲銅鈰的18Cr2Ni4W合金鋼在不同載荷和滑動速率條件下表現(xiàn)出最低的摩擦因數(shù)和磨損率,45#鋼呈現(xiàn)出最高的摩擦因數(shù)和磨損率,這表明通過表面滲銅鈰改善了18Cr2Ni4W合金鋼的減摩抗磨性能;摩擦過程中,45#鋼的磨損機制為犁溝和黏著磨損,18Cr2Ni4W合金鋼的磨損機制為犁溝和輕微的黏著磨損,表面滲銅鈰的18Cr2Ni4W合金鋼表現(xiàn)出犁溝和輕微的剝落磨損特征。
【圖文】：

允奔湮?5min。采用掃描電鏡(SEM，JSM-5600LV;EDS，Kevex，USA)分析材料的微觀結(jié)構(gòu)和磨損表面形貌。用XＲD(PhilipsX’Pert-MＲDX-rayDiffractometer，40kV，30mA，CuKα為激發(fā)源)測定試樣的相組成。采用MH-5-VM硬度計測試材料的顯微硬度，載荷為3N，保壓時間為10s，重復(fù)測試10次給出平均值。采用失重法測試材料的磨損率，即實驗前后試樣的質(zhì)量差。每種測試條件下試樣的摩擦磨損實驗重復(fù)測試3次以確保數(shù)值的準確性和重復(fù)性，試樣的摩擦因數(shù)與磨損率數(shù)據(jù)為3次試驗數(shù)據(jù)的平均值。2實驗結(jié)果與分析2.1試樣微結(jié)構(gòu)分析圖1給出了滲銅和鈰樣品表面的XＲD圖譜�？梢钥闯�，經(jīng)表面處理后的18Cr2Ni4W試樣主要由Cu、Fe、Ce、NiMnO4、CuCr1.7Mn0.3O4、Cu3WO6和W18O49等相組成。滲層表面含有大量銅是由于部分固溶在基體中的銅析出并且銅源極供給量大而在表面沉積而造成。并且析出的銅與鉻、猛、氧元素形成CuCr1.7Mn0.3O4，析出的鎳與MnO42－形成NiMnO4。由于部分固溶在基體中的鈰析出并且鈰的供給量大，同時造成滲金屬層含有大量的鈰存在。金屬單質(zhì)銅的存在在摩擦過程中起到潤滑作用［11］。圖1強化試樣表面的XＲD譜圖Fig1XＲDpatternsofsurfaceofstrengthenedspecimen圖2給出了測試試樣表面層及次表面層的硬度分布�？芍�，經(jīng)表面滲金屬處理后的合金試樣的表層硬度明顯提高，且硬度值隨表面層深度的增加而減小，，其硬度值明顯高于試樣CN和試樣C4。在距表面100μm處滲金屬合金鋼的硬度與未滲金屬的合金鋼相比基本達到了相同的數(shù)值。銅、鈰元素在奧氏體中起到明顯地固溶強化作用。同時銅鈰原子在基體中的固溶度低，導(dǎo)致銅鈰原子只分布在奧氏體晶界中，造成表面層中晶界堆垛和層錯增多

剙u、Fe、Ce、NiMnO4、CuCr1.7Mn0.3O4、Cu3WO6和W18O49等相組成。滲層表面含有大量銅是由于部分固溶在基體中的銅析出并且銅源極供給量大而在表面沉積而造成。并且析出的銅與鉻、猛、氧元素形成CuCr1.7Mn0.3O4，析出的鎳與MnO42－形成NiMnO4。由于部分固溶在基體中的鈰析出并且鈰的供給量大，同時造成滲金屬層含有大量的鈰存在。金屬單質(zhì)銅的存在在摩擦過程中起到潤滑作用［11］。圖1強化試樣表面的XＲD譜圖Fig1XＲDpatternsofsurfaceofstrengthenedspecimen圖2給出了測試試樣表面層及次表面層的硬度分布�？芍�，經(jīng)表面滲金屬處理后的合金試樣的表層硬度明顯提高，且硬度值隨表面層深度的增加而減小，其硬度值明顯高于試樣CN和試樣C4。在距表面100μm處滲金屬合金鋼的硬度與未滲金屬的合金鋼相比基本達到了相同的數(shù)值。銅、鈰元素在奧氏體中起到明顯地固溶強化作用。同時銅鈰原子在基體中的固溶度低，導(dǎo)致銅鈰原子只分布在奧氏體晶界中，造成表面層中晶界堆垛和層錯增多，阻礙了實驗中由于高溫作用而晶粒長大的現(xiàn)象，細化了晶粒，導(dǎo)致表面層硬度升高［12］。圖2試樣的維氏硬度分布Fig2Microhardnessdistributionofthetestedspecimens2.2摩擦學(xué)性能圖3給出了干摩擦條件下不同試樣在滑動速率為2015年第12期宣宏斌等:表面滲銅鈰合金鋼在干摩擦條件下的摩擦磨損性能25

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本文編號：2579837