孔令飞，岳佳宏，孟璇，杨阳

山西航天清华装备有限责任公司 山西长治 046012

1 序言

氮碳共渗+后氧化复合处理技术（FD-NCO）可以在结构钢制造的机械零部件表面形成十余微米厚的化合物层（ε相，又称白亮层）和1～2μm厚的Fe3O4膜，使机械零部件表面同时具有优良的耐磨性和耐蚀性[1]。其渗氮层金相组织由扩散层、化合物层（白亮层）、氧化物层组成，如图1所示，化合物层的硬度比结构钢基体高几倍，因此处理后显著提高了结构钢表面的抗磨损性能[2]。

图1 渗氮层金相组织

本文对氮碳共渗+后氧化处理的试件进行摩擦磨损试验，为判断摩擦运动工况下服役的工件是否适合于采用氮碳共渗+后氧化工艺提供参考依据。

2 试件及试验方法

为增强对比效果，直观地说明氮碳共渗+后氧化渗氮层的耐磨性，以30CrMnSiA作为结构钢代表，以PH13-8Mo作为不锈钢代表，进行气体氮碳共渗+后氧化处理后，与淬火、镀铬、调质等传统强化工艺进行对比，设计摩擦磨损试件见表1，处于装夹状态的试件如图2所示，摩擦磨损试验后的试件如图3所示，摩擦磨损试验条件见表2。摩擦磨损试验机如图4所示，白光共交三维形貌仪如图5所示。

图2 试件（处于装夹状态）

图3 摩擦磨损试验后的试件

图4 Rtec往复摩擦磨损试验机

图5 白光共交三维形貌仪

表1 氮碳共渗+后氧化渗氮层耐磨性试件

表2 渗氮层摩擦磨损试验条件

3 试验结果及分析

3.1 摩擦系数

不同状态（见表1）的30CrMnSiA试件经摩擦磨损试验后，表面摩擦系数试验结果见表3。工艺温度为580℃的氮碳共渗+后氧化试件和淬火试件的表面摩擦系数如图6、图7所示。……