GCr15、S55C钢气体氮化+淬火复合处理及摩擦磨损性研究

摘要

GCr15轴承钢和S55C钢是国内外滚珠丝杠产品常用材料,使用过程中会受到弯曲、扭转和冲击等作用力,整体机械性能要求高,同时要求热处理后表面有高硬度和高耐磨性。本文将探索气体渗N、淬火+气体渗N、气体渗N+淬火复合热处理对钢表面的物相、组织结构以及硬化层硬度、深度的影响,并对复合处理硬化层的摩擦磨损性能及机理进行分析研究.GCr15和S55C钢经过两种不同方式的复合热处理后，GCr15和S55C钢氮化层扩散区深度都大于单独氮化处理，淬火有利于促进N元素扩散，提高扩散区N元素浓度：对于淬火+渗N复合处理，S55C钢氮化物层厚度大于单独渗N处理，但GCr15钢氮化物层厚度变化不明显；相比而言，先气体渗N再进行淬火处理，即气体渗渗N+淬火，氮化表层的氮化物完全分解，N元素扩散固溶于内部，淬火促进N元素扩散，扩散深度达到400μm左右，同时表层因氮化物分解产生了孔隙。20N、1OON两种载荷下干摩擦时，GCr15和S55C钢在经渗N、淬火+气体渗N、气体渗N+淬火三种表面处理后，摩擦系数都能有效降低。