بررسي تاثير پارامترهاي دما، زمان و تركيب گاز بر سايش فولاد ابزار تندبر M2 نيتروژن دهي پلاسمايي شده

Investigating the effect of parameters of temperature, time and gas composition on the wear properties of plasma nitriding M2 cutting tool steel

در پژوهش پيش رو سعي بر اين شده است كه تاثير دما، زمان و تركيب گاز فرآيند نيتروژن دهي پلاسمايي را بر روي سايش فولاد ابزار تندبر M2 مورد بررسي و مطالعه قرار بگيرد. به همين منظور سه دماي مختلف 500، 550 و 600 درجه سانتي گراد در سه زمان مختلف 4، 6 و 8 ساعت و تحت اتمسفر هيدروژن: نيتروژن در تركيب هاي 1:1، 1:3 و 3:1 مورد بررسي قرار گرفته شد. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس نشان مي دهد كه فاز نيتريد آهن و آهن تنگستن نيتريد در تمامي نمونه ها تشكيل شده است و باعث بالا رفتن ريزسختي سطح بدست آمده در نمونه ها شده است. بالاترين ريزسختي سطح در نمونه نيتروژن دهي شده در 500 درجه سانتي گراد به مدت 6 ساعت و در اتمسفر نيتروژن:هيدروژن 1:1 برابر با 2412 ويكرز بدست آمده است و رفتار سايشي آن به طور قابل توجهي بهبود يافته است، به طوريكه ضريب اصطكاك آن 50 درصد نسبت به فولاد ابزار تند بر M2 بدون لايه نيتريدي كاهش يافته و به 34/0 رسيده است و وزن كاهش يافته آن از فولاد ابزار بدون پوشش از 4/3 گرم به 1/1 گرم كاهش يافته است.

In the present research, an attempt has been made to investigate and study the effect of temperature, time and gas composition of the plasma nitriding process on the wear of M2 high-speed tool steel. For this purpose, three different temperatures of 500, 550 and 600 degrees Celsius have been investigated in three different times of 4, 6 and 8 hours and under the atmosphere of hydrogen: nitrogen in the combinations of 1:1, 1:3 and 3:1. became. The results of X-ray diffraction analysis show that the phase of iron nitride and iron tungsten nitride has been formed in all the samples and it has caused an increase in the microhardness of the surface obtained in the samples. The highest microhardness of the surface in the nitrogenized sample at 500°C for 6 hours and in nitrogen:hydrogen atmosphere 1:1 equal to 2412 Vickers has been obtained and its wear behavior has improved significantly, so Its friction coefficient has decreased by 50% compared to M2 sharp tool steel without nitride layer and has reached 0.34, and its reduced weight from uncoated tool steel has decreased from 3.4 grams to 1.1 grams.