洗煤和造纸行业大量使用奥氏体不锈钢制作筛板进行筛分作业,滤筛服役过程中因与物料的磨损腐蚀而导致失效,一般寿命较低。本文首先对洗煤筛板和造纸筛分筛板产品进行了分析表征,结果表明不锈钢筛条在洗选工作时承受了固体介质的冲蚀、磨损作用,表面出现了严重磨蚀坑,使服役工件过早失效,造成了生产成本的增加。氮化处理可提高不锈钢表面硬度,改善不锈钢表面的耐磨性。本文选择AISI 304和AISI 316两种奥氏体不锈钢,通过气体催化原位渗氮,实现了不锈钢气体渗氮,提高了氮扩散速率,获得了一定厚度的渗氮层。利用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜(FESEM)和X-ray衍射仪(XRD)对样品进行了微观组织、成分、形貌和物相分析。利用摩擦磨损试验机和三维形貌仪对渗层摩擦系数、磨损率和磨损形貌进行了分析表征,探讨了其往复直线干摩擦磨损失效机理。针对不锈钢产品耐磨、耐蚀工况需求的不同,选取了耐蚀渗氮(430℃)和耐磨渗氮(560℃)两种处理工艺。研究表明,当渗氮温度为430℃时,不锈钢表面形成了致密的S相,层厚约为1Oμm,表面硬度达1000HV。该相具有良好的耐磨耐蚀性,腐蚀电流密度为1.25X 10-6A/cm2,基体为1.15X 10-5A/cm2;腐蚀电位为-0.37V,基体为-0.45V。当渗氮温度升高到560℃时,表层Cr原子与N原子结合形成CrN,表面硬度可达1200HV以上,试样耐磨性能提高,但耐蚀性能却显著降低,其腐蚀电流密度较大,腐蚀电位较负。针对不锈钢筛板在洗选工作时的使用工况,选择1ON、30N、50N载荷对基体、耐蚀渗氮(430℃)和耐磨渗氮(560℃)试样进行线性干摩擦磨损实验,分析研究载荷对氮化试样的摩擦磨损影响机理。结果表明,基体表面发生了严重的粘着和磨粒磨损,在摩擦载荷为30N,磨损时间2h的条件下,基体磨损量和磨损率分别为1.4mm3,6.48×10-4mm3/m·N。耐蚀渗氮试样表面磨损以轻微的磨粒磨损为主,磨损量和磨损率均为基体的1/2。耐磨渗氮试样表面磨损率进一步降低,其磨损量和磨损率均为基体的1/3,耐磨性能优于耐蚀氮化试样。