車軸表面的防護處理

摘 要：選用中碳合金鋼，采用多元共滲的方法金相表面強化處理，研究表面強化方法對車軸的力學性能和耐蝕性的影響，為進一步改善車軸疲勞壽命提供參考。

關鍵詞：車軸鋼；碳氮共滲；耐磨性；抗腐蝕性

引言

在高速列車中，車軸是一個十分重要的零件，關系到列車的安全運行。因此，為提高車軸壽命，采用表面強化手段對車軸進行表面強化處理，對提高車軸使用壽命和列車運行的安全系數具有重要意義。

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

1 試驗結果及分析

1.1 金相結果分析

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

1.2 拉伸結果與分析

30Cr2MoV通過氣體碳氮共滲后拉伸實驗結果，如表1所示：

1.3 顯微硬度測試結果與分析

經過共滲處理后30Cr2MoV樣品表面的硬度都可達700HV左右，經過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準的話30Cr2MoV比50鋼更適合用多元共滲來強化表面。

1.4 摩擦磨損試驗的結果與分析

圖2是30Cr2MoV經過600℃×2h多元共滲處理樣品的摩擦磨損試驗結果。經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 抗腐蝕性測試結果與分析

30Cr2MoV不同溫度下共滲的腐蝕試驗數據如下所示，570℃：拋光面24h時大面積生銹，240h時99%面積生銹；未拋光面24h時無銹，240h時1%面積生銹。590℃：拋光面24h時無銹，240h時4%面積生銹；未拋光面24h時無銹，240h時1%面積生銹。610℃：拋光面24h時3%-5%面積生銹，240h時40%面積生銹；未拋光面24h時無銹，240h時無銹。

2 結束語

綜合以上檢測結果并分析，得結論如下：

30Cr2MoV和50鋼經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、擴散層，而心部的微觀結構不隨溫度的變化而變化。30Cr2MoV經過590℃處理的樣品表面形成的滲層最厚，表層的顯微硬度也達到最高值且比心部提高了50%；強度與原材相比，其增加值最大已到達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。

參考文獻

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[3]陳智軍，施文康，蔡增伸.金屬拉伸試驗的測量與控制[J].計算機測量與控制，2005.

作者簡介：尹艷平（1980，11-），女，湖南株洲人，學歷：本科，職稱：助理工程師，主要研究方向：機械設計及質量保證能力。