由于奧氏體不銹鋼具有美觀表面、良好的耐腐蝕性能、韌性與易塑性加工特性,并且焊接性能也非常不錯,所以被大規(guī)模的應用在了石油、化工、食品、醫(yī)療和紡織機械等行業(yè)。
但因為不銹鋼板的硬度低、耐磨性差,使得不銹鋼板在很多考驗耐磨性的場合的使用受到限制,特別是在腐蝕、磨損和重載等多種因素同時存在的條件下,不銹鋼零件的使用壽命會有明顯減小?,F(xiàn)在有一種有效方法,通過離子滲氮可以提高不銹鋼板的表面強度,以便增強材料的耐磨性能來延長使用壽命。
奧氏體不銹鋼無法通過相變進行強化,并且常規(guī)離子滲氮因為滲氮溫度高(500℃以上),滲層中有鉻的氮化物析出,使基體貧鉻,在不銹鋼板表面硬度明顯提高的同時表面耐腐蝕性能會有嚴重惡化,從而失去不銹鋼材料的特性。使用直流脈沖離子滲氮設備,對奧氏體不銹鋼做低溫離子滲氮處理,在其耐腐蝕性基本保持不變的情況下增強材料表面硬度,以便提高其耐磨性能,同時和常規(guī)滲氮溫度下的離子滲氮處理試樣進行比較。
實驗在30kW直流脈沖離子滲氮爐內(nèi)進行。直流脈沖電源的參數(shù)為:電壓0~1000V可調(diào),占空比15%~85%可調(diào),頻率1kHz。測溫系統(tǒng)由紅外測溫儀IT-8測量。試樣的材料為18Cr-12Ni-2.5Mo奧氏體不銹鋼,其化學成分(質(zhì)量分數(shù),%)為:0.06C,19.23Cr,11.26Ni,2.67Mo,1.86Mn,余為Fe;試樣尺寸Φ24mm×10mm。
實驗前依次用水磨砂紙打磨試樣,去油污,酒精清洗吹干,放到陰極盤的..,抽真空到50Pa以下。采用低溫和常規(guī)滲氮溫度對奧氏體不銹鋼進行離子滲氮,滲氮層的顯微硬度均達到1150HV0.05以上,低溫離子滲氮得到的滲氮層較薄,硬度梯度大。奧氏體不銹鋼經(jīng)過低溫離子滲氮后,其耐磨性能提高4~5倍,而耐腐蝕性基本保持不變;常規(guī)滲氮溫度下離子滲氮,雖然耐磨性能也提高4~5倍,但由于奧氏體不銹鋼表面有鉻的氮化物析出,使其耐腐蝕性能大幅度下降。