20CrMnTi离子渗氮及稀土催渗组织性能研究

【摘要】：驱动环通常采用20CrMnTi钢经渗碳淬火强化，主要问题是内外直径及工作端面尺寸变形大，磨削加工后降低了耐磨性而影响使用寿命。基于离子渗氮表面硬度高、变形小、渗氮后不需要热处理和机加工等优点，因此已广泛采用离子渗氮处理进行表面强化。但为了获得满足设计要求的表面硬度和渗氮层深度，常规的离子渗氮通常周期较长，为此笔者探讨添加稀土催渗的效果。 本论文研究了在与常规离子渗氮相同工艺条件下,20CrMnTi钢驱动环添加稀土催渗的表面硬度、横截面的硬度梯度和渗氮层深度，并与常规离子渗氮做比较。采用金相显微镜以及扫描电镜观察驱动环的渗氮层深度，用显微硬度计检测了驱动环的表面硬度和横截面的硬度梯度，用能谱仪对渗氮层进行成分分析。试验结果表明：稀土催渗效果显著优于常规离子渗氮，表面平均硬度提高了21.8%，平均渗氮层深度提高了16.4%，所配制的LaCl3稀土催渗剂具有显著的催渗效果。