在工作中,淬火硬度過(guò)高,調(diào)節(jié)電壓和速度后,硬度降低了,但是淬火層厚度也跟著薄了。在淬火過(guò)程中如何保證淬火硬度和淬火層厚度的???想要增加厚度的話,硬度也會(huì)跟著增加。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外普遍在研究、探索用激光、電子束、等離子束等高能量束對(duì)材料進(jìn)行熱處理,其中包括表面改性以及整體熱處理。高能粒子束能在瞬間放出巨大的能量,實(shí)現(xiàn)超快速加熱。又由于加熱層比較薄,可以迅速向內(nèi)部基體傳遞熱量,因而可以極快地冷卻,在零件的表面建立很高的溫度梯度,可獲得常規(guī)熱處理和一般快速加熱(如高頻等)所無(wú)法獲得的組織(如微晶、準(zhǔn)晶、非晶等),使得被處理材料具有*的性能,因而三束(激光束、電子束、等離子束)并稱80年代熱處理領(lǐng)域世界成就之一。
作為另一種高能粒子束的電子束與激光有許多相似之處,因而與激光同時(shí)在比較中生 存和發(fā)展。但是, 電子束設(shè)備的價(jià)格同激光設(shè)備一樣昂貴。因此,到目 前為止,電子束設(shè)備還沒(méi)有大范圍內(nèi)地推廣、應(yīng)用。而作為“三束”之一的等離子束,因 具有高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較大的沖擊力、參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣等特 性。作者選擇了常壓等離子束作為材料表面改性的熱源。
試驗(yàn)方法
1. 試驗(yàn)材料選用原始正火態(tài)的45號(hào)鋼熱軋無(wú)縫鋼管,內(nèi)徑90mm,壁厚15mm,長(zhǎng)300mm。
2. 涂料的成分na2sio3,b4c,sic,ceo2及機(jī)油按一定比例調(diào)成膏劑涂敷于鋼管表面。圖1為等離 子表面多元共滲處理示意圖。
3. 等離子表面多元共滲處理原理如圖1所示,工件作定軸旋轉(zhuǎn),等離子炬作直線運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)在dqw-1型等離子掃描機(jī)床 上完成。其試驗(yàn)條件為:等離子氣體:氬氣;氣流量:0.5m3/h;工作電壓:30v;工作電流:6;噴嘴直徑:2.5mm;掃描線速度:0.564m/s;等離子炬進(jìn)給速度:0.015m/s。 圖1 等離子表面多元共滲示意圖
4. 金相、顯微硬度、成分、透射電鏡觀察等離子束掃描處理后的鋼管內(nèi)表面形成螺旋狀硬化帶。沿鋼管徑向取樣,經(jīng)研磨拋光后,用3%硝酸酒精腐蝕,然后在金相顯微鏡下觀察。顯微硬度及成分分析均在該金相試樣上完成。在所取的金相試樣上,沿著與掃描平行的方向?qū)⒐矟B合金層與基體分離,并將該合金層經(jīng)機(jī)械預(yù)磨后用金相砂紙磨成厚度為0.05mm左右的薄片,沖成直徑為3mm的圓片,經(jīng)雙噴電解減薄儀電解拋光穿孔后,在透射電鏡上觀察。實(shí)驗(yàn)所用檢測(cè)設(shè)備名稱及型號(hào)為:jxa-733型電子探針;05臥式光學(xué)金相顯微鏡;日產(chǎn)津島m型顯微硬度計(jì);mtp-1型雙噴電解減薄儀;h8010型透射電子顯微鏡。
5. 磨損試驗(yàn)選用mm200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。被測(cè)試樣和對(duì)磨試樣均做成直徑40mm的圓輪。被測(cè)試樣其中1只采用與鋼管處理時(shí)相同的涂料和工藝參數(shù),用等離子束掃描,另1只采用830℃淬火,4 00℃回火處理。對(duì)磨輪選用淬火回火處理的gcr15鋼。加載98n,干摩擦。相對(duì)滑動(dòng)速度0.4 2m/s。
6. 表面粗糙度及變形量的測(cè)定方法鋼管經(jīng)掃描處理后,用雙管顯微鏡測(cè)量表面粗糙度,用內(nèi)圓千分表測(cè)量鋼管內(nèi)徑尺寸和不圓度。
試驗(yàn)結(jié)果及討論
1. 合金化層及表面淬火組織形貌觀察及討論圖2為掃描處理后的顯微組織形貌??梢?jiàn)到表層有明顯的月牙狀白亮層,該層為組織細(xì)化區(qū),為富含硼、硅等合金元素的極細(xì)針狀馬氏體組織,硬度可達(dá)hv0.1882(約為hrc66) 。 向內(nèi)過(guò)渡層組織粗化,為板條狀馬氏體。內(nèi)部基體為正火態(tài)的珠光體、鐵素體混合組織。