[发明专利]一种40Cr钢抗植物磨料磨损表面强化工艺

摘要

本发明涉及一种40Cr钢抗植物磨料磨损表面强化工艺，它包括调质、渗氮、抛光和镀膜等工序。以纯Ti靶(99.99％)作为溅射材料，采用中频磁控溅射设备制备TirN薄膜，薄膜与基体材料间沉积200nm左右的Ti层作为过渡层。在沉积TiN薄膜的过程中，通入Ar、N₂混合气进行反应溅射沉积。该工艺通过调质预处理获得较高的基体硬度，提高了TiN薄膜的承载能力，通过渗氮以及沉积Ti过渡层，显著增强了TiN薄膜与40Cr基体的结合强度，大幅度提高了TiN薄膜的使用寿命。本发明工艺流程可操作性强，性价比高，可显著提高40Cr材料的抗植物磨料磨损性能，进而可提高相关农机工作部件的使用寿命与工作效率。

主权项

一种40Cr钢抗植物磨料磨损表面强化工艺，其特征在于它的工艺步骤如下：1.1、调质：淬火加热温度850±10℃，保温130±20分钟，油冷至平衡，油的最大冷却速度为95～110℃/s，回火温度580±20℃，保温130±20分钟，水冷至平衡；1.2、渗氮：在井式气体渗氮炉中进行，氮化温度500±20℃，氮化时间36h，氨分解率25～35％，渗层厚度0.3～0.4mm；1.3、抛光：分别用800目、1200目、2000目的砂纸预磨，最后用W0.5的研磨膏抛光，抛光后表面粗糙度达20～40nm；1.4、镀膜：采用中频磁控溅射设备制备TirN薄膜，纯Ti靶(99.99％)作为溅射材料，经前序处理的40Cr为基体材料，并在丙酮中超声清洗三次，每次清洗15min，清洗后迅速吹干并放入腔室，在沉积之前，将基底温度预热到200℃，并用Ar+等离子体对基底进行轰击，清除表面的氧化物及其它污染物，然后沉积200nm左右的Ti层作为过渡层，在沉积TiN薄膜的过程中，设定偏压‑100V，溅射电流24A，通入Ar、N₂混合气进行反应溅射沉积，溅射气压为0.3Pa，调节N₂流量在15sccm，使溅射靶处于微中毒状况，镀膜时间4h，膜厚3.5～4.0μm。