表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响

摘要

【目的】38CrMoAl钢是液压泵柱塞常用材质之一，其表面性能对液压泵长寿命安全服役尤为重要。磨损是液压泵柱塞的主要失效方式，采用表面强化处理能够突破其性能极限，是实现液压泵高性能、高可靠运行的有效途径。【方法】采用表面织构化和活性屏离子氮化的复合处理工艺对38CrMoAl钢进行表面形性调控，以期实现其表面强化方法。先利用激光加工技术在38CrMoAl钢表面制备凹坑织构，再对38CrMoAl钢和表面织构化38CrMoAl钢进行活性屏离子氮化处理。借助球-盘式摩擦磨损试验机研究表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响。【结果】结果表明，38CrMoAl钢表面生成了ε-Fe_2-3N、γ′-Fe₄N和CrN;氮化层表面致密且无明显裂纹和孔洞；氮化层均匀、连续，由白亮层和扩散层组成。氮化层的截面硬度呈梯度分布，试样表面硬度最高，随着距表面距离的增大，硬度逐渐降低。38CrMoAl钢相关试样与Al₂O₃球的干滑动摩擦结果可知，38CrMoAl钢的摩擦系数为0.40,而表面织构-活性屏离子氮化38CrMoAl钢的摩擦系数为0.36;经复合处理后，38CrMoAl钢的磨损失重降低了92.5%.复合处理显著提高了38CrMoAl钢的摩擦学性能。

关键词

表面织构 / 活性屏离子氮化 / 复合处理 / 38CrMoAl钢 / 摩擦学性能