車軸表面的防護(hù)處理

摘 要：選用中碳合金鋼，采用多元共滲的方法金相表面強(qiáng)化處理，研究表面強(qiáng)化方法對(duì)車軸的力學(xué)性能和耐蝕性的影響，為進(jìn)一步改善車軸疲勞壽命提供參考。

關(guān)鍵詞：車軸鋼；碳氮共滲；耐磨性；抗腐蝕性

引言

在高速列車中，車軸是一個(gè)十分重要的零件，關(guān)系到列車的安全運(yùn)行。因此，為提高車軸壽命，采用表面強(qiáng)化手段對(duì)車軸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，對(duì)提高車軸使用壽命和列車運(yùn)行的安全系數(shù)具有重要意義。

本次選用30Cr2MoV和50鋼兩種中碳鋼作為研究對(duì)象，并對(duì)它們進(jìn)行570℃、590℃、610℃不同溫度下碳氮共滲2h，來作對(duì)比試驗(yàn)，提高材料表面硬度和耐磨損、耐蝕性。

1 試驗(yàn)結(jié)果及分析

1.1 金相結(jié)果分析

對(duì)30Cr2MoV試樣進(jìn)行570℃、590℃、610℃不同溫度下碳氮多元共滲，與30Cr2MoV原材做對(duì)比。b、c、d圖中其心部組織與a圖中30Cr2MoV未經(jīng)過共滲的樣品心部組織相同，為回火索氏體，有良好的綜合機(jī)械性能。

1.2 拉伸結(jié)果與分析

30Cr2MoV通過氣體碳氮共滲后拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表1所示：

1.3 顯微硬度測(cè)試結(jié)果與分析

經(jīng)過共滲處理后30Cr2MoV樣品表面的硬度都可達(dá)700HV左右，經(jīng)過590℃×2h共滲處理后的樣品表面硬度甚至高過700HV，在距表面200um處硬度依然在450HV以上。所以以硬度為衡量標(biāo)準(zhǔn)的話30Cr2MoV比50鋼更適合用多元共滲來強(qiáng)化表面。

1.4 摩擦磨損試驗(yàn)的結(jié)果與分析

圖2是30Cr2MoV經(jīng)過600℃×2h多元共滲處理樣品的摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過共滲的樣品耐磨性很好，同樣的磨損里程，共滲的樣品比未共滲的耐磨性提高了90%。但是共滲以后的氧化皮，對(duì)耐磨性的提高也有影響，圖中氧化皮面的耐磨性比拋光面的提高了50%。

1.5 抗腐蝕性測(cè)試結(jié)果與分析

30Cr2MoV不同溫度下共滲的腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下所示，570℃：拋光面24h時(shí)大面積生銹，240h時(shí)99%面積生銹；未拋光面24h時(shí)無銹，240h時(shí)1%面積生銹。590℃：拋光面24h時(shí)無銹，240h時(shí)4%面積生銹；未拋光面24h時(shí)無銹，240h時(shí)1%面積生銹。610℃：拋光面24h時(shí)3%-5%面積生銹，240h時(shí)40%面積生銹；未拋光面24h時(shí)無銹，240h時(shí)無銹。

2 結(jié)束語

綜合以上檢測(cè)結(jié)果并分析，得結(jié)論如下：

30Cr2MoV和50鋼經(jīng)過不同溫度碳氮共滲后，樣品從表面到心部有氧化層、共滲層、擴(kuò)散層，而心部的微觀結(jié)構(gòu)不隨溫度的變化而變化。30Cr2MoV經(jīng)過590℃處理的樣品表面形成的滲層最厚，表層的顯微硬度也達(dá)到最高值且比心部提高了50%；強(qiáng)度與原材相比，其增加值最大已到達(dá)70MPa，但是塑性卻減小了50%左右；耐磨性比未處理樣品的耐磨性提高了90%左右。即30Cr2MoV共滲后性能最好。

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作者簡(jiǎn)介：尹艷平（1980，11-），女，湖南株洲人，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及質(zhì)量保證能力。