槽电压对纯铁表面液相等离子体电解硼碳氮三元共渗层摩擦磨损性能的影响

金小越^1,2，吴杰^1,2，杨璇^1,2，王彬³，陈琳^1,2，曲尧^1,2，薛文斌^1,2

1. 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室2. 北京市辐射中心3. 山西农业大学文理学院

摘 要：利用液相等离子体电解渗技术分别在340,360V和380V槽电压下对纯铁进行硼碳氮三元共渗（PEB/C/N）表面处理。分析纯铁表面PEB/C/N共渗层的形貌、成分、相组成和显微硬度分布。采用球-盘摩擦磨损仪评估槽电压对渗层摩擦磨损性能的影响,并分析渗层与ZrO₂球对磨时磨损机理。纯铁表面的PEB/C/N三元共渗层厚度随着放电电压升高而增大,最高硬度也相应增加。380V处理1h后硼碳氮三元共渗层中渗硼层和过渡层厚度分别达到26μm和34μm,渗层最高硬度可以达到2318HV。硼碳氮三元共渗层的磨损率仅为纯铁基体的1/10。硼碳氮共渗处理大幅度降低纯铁的摩擦因数和磨损率,但不同槽电压下制备的PEB/C/N共渗层的摩擦因数和磨损率变化较小。

关键词：液相等离子体电解渗;硼碳氮共渗;摩擦磨损;纯铁;