淬火工艺对中碳钢铸渗件组织和性能的影响.pdf

淬火工艺对中碳钢铸渗件组织和性能的影响 1 2 1 孟德权 ，张永青 ，张伟强 1 辽宁工程技术大学材料科学与工程系，辽宁阜新（123000） 2 太原理工大学材料科学与工程学院，太原（030024 ） E-mail ：xiaobin123000@163.com 摘 要：本文采用涂料法在铸件表面渗硼、铬和碳等形成硬度较高的表面合金化层。通过研 究和对比，选取两个试样进行淬火处理。淬火后发现其硬度有了很大的提高，铸渗层的组织 变化不大，基体则由珠光体转变成马氏体。 关键词：铸渗；淬火；组织；硬度 中图分类号：TG142 1. 引言 由于现代工业的高速发展，对零件的工作性能，如耐磨性等提出了较为严格的要求。大 多数情况下，机械零件在服役过程中，都是从表面或某一特定部位开始磨损破坏的，如果采 用合金含量高的特种钢或合金铸铁，从经济性方面来讲是不合理的；而且零件的韧性不高。 所以通过铸造的方式实现工件表面合金化的金属铸渗技术是非常适合的。许多研究也表明铸 渗技术能在很大程度上提高基体表面的硬度和耐磨度。国外早在20世纪初期就已经开始研究 铸渗技术，而国内铸渗技术的研究起步较晚，20世纪80年代以来进行了一些研究，主要针对 耐磨、耐热件进行大量的研究，有些已经在实际生产中得到了广泛应用，取得了良好的经济 效益[1] 。 本文主要尝试在铸钢表面渗硼、碳、铬，然后通过淬火工艺来提高表面的硬度， 以达到提高其耐磨性的目的，进而为生产价格低廉，表面耐磨性高的铸钢件做出一些探索性 的研究。 2. 实验材料及方法 在实验中选用 45 钢作为基体材料，利用 KGPS-100 中频炉熔炼。选用氟化钠、碳化硼、 碳化铬、高碳铬铁粉作为涂料的合金粉末，按照预先制定的配比称量，然后用 QM-BP 行星 球磨机对其进行球磨。选用加水稀释的水玻璃做粘结剂，体积比例为 3:7，将其与合金粉末 混合制成涂料。选用水玻璃砂制作砂型并在 SXZ-8-10 箱式中温电阻炉对砂型进行烘干及预 热；并且用 SXZ-8-10 箱式中温电阻炉对试样进行加热然后进行淬火处理。试样加工完后用 HV-10B 维氏硬度机测定从表层到心部的维氏硬度分布；然后用 XJL-02 金相显微镜进行组 织观察及照相。 3. 实验结果及分析 下表 1 所示的是所选铸渗件涂料中硼、铬、碳三种元素的质量百分比及相应的渗层厚度。 表 1 涂料中合金元素的比例及渗层的厚度 Table1 Proportion of coatings alloying elements and the thickness of penetration layer 组别 硼/ wt% 铬/ wt% 碳/ wt% 渗层厚度/mm A1 10 73.59 10.98 5.5 A2 10 72.00 10.53 4.25 - 1 - 在实验中，通过铸渗硼、铬、碳，在试样表面形成了一层合金化层。根据表面合金化层 中的不同的组织将其分为三个部分：亚共晶层、共析层、基体。 表 2 淬火工艺 Table2 quenching 组别 保温时间 淬火工艺 A1