铸铁活塞环表面多弧-磁控溅射复合镀研究

采用自行改造的多弧—磁控溅射离子镀膜机在铸铁活塞环表面进行Ti TiN多层镀研究 ,并运用实验手段对膜层的组织、相结构、显微硬度、膜—基复合强度、内应力 ,以及活塞环—缸套摩擦副的磨损量进行分析 ,结果表明采用多弧—磁控溅射复合工艺在铸铁活塞环表面沉积膜厚大于4μm的Ti TiN多层复合镀层是可行的 ,该工艺能明显改善活塞环—缸套摩擦副的耐磨性。     

Ti－N扩散障碍膜的组织结构及高温热稳定性

研究了多弧离子镀Ｔｉ－Ｎ扩散障碍膜的表面形貌、组织结构及高温热稳定性．发现Ｔｉ－Ｎ膜表面存在大量颗粒物；颗粒物对Ｔｉ－Ｎ膜外磁控溅射涂覆的ＭＣｒＡＩＸ包覆型涂层的组织形态及性能有较大影响．Ｘ射线分析表明：Ｔｉ－Ｎ镀膜由δ－ＴｉＮ、ε－ＴｉＤＮ、α－Ｔｉ等多相组成；δ－ＴｉＮ呈明显｛１１１｝择优取向，但经扩散退火处理后，择优取向消失．１０００℃热时效试验结果表明Ｔｉ－Ｎ膜的高温热稳定性良好，与基体及相邻ＭＣｒＡＩＸ镀层间不发生显著互扩散，因而可作为扩散障碍层用于抑止或减缓合金元素在ＧＨ２２０基体及ＭＣｒＡｌＸ涂层间的互扩散．     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti—Ti涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀，先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ，对膜层进行俄歇电子能谱分析和透射电镜分析，结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层，膜基界面处有ＦｅＴｉ相，中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti－TiN涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀（ＰＥＭＳＩＰ），先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ。对膜层进行俄歇电子能谱（ＡＥＳ）分析和透射电镜（ＴＥＭ）分析。结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层；膜基界面处有ＦｅＴｉ相；中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

《金属热处理学报》第21卷(2000年)总目次

热处理工艺对Ｔｉ4 6Ａｌ8.5Ｎｂ0 .2Ｗ合金层片组织结构参数的影响…………………………………………　　刘自成　李书江　林均品　陈国良 (1)……………………………………………………………………铸铁活塞环表面多弧—磁控溅射复合镀研究………………………………………………………………　　孙　灼　张培　翟乐恒　徐信夫　韩爱民　张文泉　曹玉梅 (6 )……………………………………亚稳奥氏体型Ｆｅ Ｃｒ Ｍｎ(Ｗ ,Ｖ)合金的组织稳定性研究贾成厂　鹿　林　孙静远　胡本芙 (12 )……………用电化学技术评价 310不锈钢的高温损伤梁…     

CKS活塞环表面微织构几何形貌及排布方式对摩擦学性能的影响

以CKS(铬基陶瓷复合镀)活塞环-硼磷合金铸铁气缸套摩擦副为对象,采用Nd-YAG激光器在CKS活塞环上进行微织构化处理,在对置往复式摩擦磨损试验机上进行摩擦学试验,研究激光微织构几何形貌及排布方式对摩擦副减摩耐磨的作用。采用激光共聚焦扫描显微镜利用台阶法测量磨损量,采用扫描电子显微镜观察样品表面磨损形貌。发现当织构深度30μm、直径130μm、排布角度0°、面积占有率5%时,摩擦副获得最佳的摩擦磨损性能,摩擦因数最低可达0.086,与未织构化的摩擦配副相比,摩擦因数降低约0.013,降低约13%;活塞环磨损率下降约41%,气缸套磨损率下降约46%。活塞环表面微织构可改善摩擦磨损性能的作用机制为,微织构具有储存润滑油、收集磨屑以及减小摩擦副接触面积的作用。     

铝型材的钛金表面处理技术

铝型材钛金表面处理是采用真空多弧等离子体镀膜技术,在铝合金型材或其他铝产品表面形成一层与铝基体结合极为牢固的金黄色的或其他颜色的ＴｉＮ膜层。这种膜层色泽艳丽,耐候性与抗蚀性强,超耐磨,干润滑性、热韧性好,热硬性高,铝材镀钛金是在特定的真空、温度、压强、电磁场条件下进行,工艺复杂,需采用专门的设备,对操作人员素质要求较高。     

偏压对多弧离子镀TiN膜层的影响

主要运用多弧离子镀技术研究了偏压对不锈钢基片上镀制的ＴｉＮ膜层的影响，运用扫描电子显微镜，Ｘ－射线衍射仪和附着力测定仪研究了膜表面的钛滴，针也，膜的的取向和临界载荷等性能。结果表明：低偏压下膜表面的针孔密度较小，高偏压下钛滴趋于细化。划痕试验表明：在１５０－２００Ｖ偏压下膜层的临界载荷最佳。     

陶瓷颗粒含量对Cr-Al_2O_3复合镀活塞环摩擦磨损性能的影响

为了研究陶瓷颗粒含量对Cr-Al_2O_3复合镀活塞环摩擦磨损性能的影响,采用镀铬活塞环和4种Al_2O_3陶瓷颗粒含量不同的Cr-Al_2O_3活塞环与CuNiCr合金铸铁缸套组成配对副,对其进行摩擦磨损试验,对比各配对副摩擦因数及磨损量。结果表明,镀铬活塞环-缸套配对副摩擦因数较大,约为其它4种含Al_2O_3陶瓷颗粒的Cr-Al_2O_3活塞环-缸套配对副的1.2倍,磨损也比其它4种配对副严重,摩擦副的表面均已经发生严重的粘着磨损现象;其它4种含陶瓷颗粒的Cr-Al_2O_3活塞环-缸套配对副的摩擦因数相近,缸套的磨损量也相近,活塞环的磨损量随着陶瓷含量的增加而先减小后增加。陶瓷颗粒的镶嵌提高了活塞环的耐磨性能,陶瓷含量过少,活塞环表面承载能力不足;陶瓷颗粒含量过多,陶瓷颗粒易脱落,这些都会增大活塞环的磨损量。     

C61900铜合金表面镀渗复合工艺改性

对C61900铜合金镀钛-渗碳复合工艺进行了研究,首先采用了闭合场非平衡磁控溅射镀钛膜,再利用等离子体渗碳在铝青铜合金表面制备出了镀钛渗碳改性层;然后对改性层表面进行了硬度、摩擦磨损、SEM、EDS、XRD表征。结果显示：最佳等离子渗碳工艺参数为650 ℃保温时间6 h,将铝青铜表面硬度提高到了300 HV0.01以上,是铝青铜基体的3.8倍以上,并使其磨损率降低了近90%,解决了C61900铜合金表面硬度低耐磨性差的问题。     

钛合金表面磁控溅射与多弧离子镀TiN膜的摩擦学性能比较

分别采用磁控溅射（MS）和多弧离子镀（MAIP）技术在TC4钛合金表面制备了TiN膜层，采用划痕仪、显微硬度计和多冲试验机评价了两种方法制备膜层的膜基结合强度及承受静态和动态载荷的能力。采用球一盘磨损试验机评价了膜层的摩擦学性能，利用扫描电镜（SEM）分析了磨痕形态特征，利用轮廓仪测量了磨损体积。结果表明：磁控溅射和多弧离子镀TiN膜层均能显著提高钛合金表面的硬度和承载能力；磁控溅射TiN膜层致密、光滑，有良好的减摩作用，但由于膜层承载能力低和膜基结合强度较差，摩擦因数随磨损行程呈增大变化趋势；多弧离子镀TiN膜层结合强度高，膜层厚，承载能力强，韧性好，同时硬质TiN膜层表面分布的Ti颗粒起到了润滑作用，因而耐磨性能优于磁控溅射TiN膜层。     

真空电弧沉积的Ti—Zr—N和Ti—Nb—N多元涂层

硬质涂层对于减少工具,特别是刀具的磨损起着越来越重要的作用．ＴｉＮ是目前使用的主要涂层．ＴｉＮ涂层的改进工作主要集中在新的ＴｉＮ基合金和多元复合层,希望得到多元素组合的耐磨、耐高温涂层．Ｔｉ－Ｚｒ－Ｎ徐层一直是通过反应溅射法、磁控靶和弧源同时混合的离子沉积法和真空电弧沉积法制备的．关于Ｔｉ－Ｎｂ－Ｎ合金系涂层,文献报道的很少．研究表明,三元系氮化物涂层比二元系的性能更好．多元涂层大都是由合金靶材沉积得到的．关于利用二阴极的真空电弧沉积法共沉积的Ｔｉ－Ｚｒ－Ｎ涂层和Ｔｉ－Ｎｂ－Ｎ涂层,文献报道的很…     

多弧离子镀Al靶弧流对活塞环AlCrN涂层性能的影响

采用多弧离子镀技术方法在铸铁活塞环的表面沉积一层AlCrN涂层,在各种参数一定的情况下,通过改变Al靶的弧流来研究AlCrN涂层的组织和性能的变化.采用SEM,XRD,MM-200型摩擦试验机和显微硬度计测试涂层的表面组织形貌、显微硬度和涂层的摩擦因数.实验结果表明:Al靶弧流对涂层的微观组织和力学性能影响都很大.随A...     

缸套-活塞环摩擦副表面性能强化研究进展

缸套-活塞环是内燃机中最重要的摩擦副,该配副的磨损失效占内燃机摩擦磨损故障的40%左右。表面性能强化是提高缸套-活塞环摩擦副服役寿命和可靠性的重要方法。简要分析了内燃机缸套-活塞环服役工况与磨损失效机理,总结了影响缸套-活塞环摩擦磨损行为的重要因素。详细综述了表面改性、表面涂覆和表面复合处理技术在缸套-活塞环表面强化中的研究和应用现状,其中化学热处理、离子注入和表面淬火等表面改性技术,通过改变缸套-活塞环表面化学成分和组织结构,而改善其摩擦学性能,表面织构可起到贮存润滑油、容纳磨屑等重要作用。表面复合镀铬、气相沉积薄膜、热喷涂金属和金属陶瓷涂层等技术,也常用于缸套-活塞环的表面强化改性。同时,通过多种表面强化技术复合处理,如激光淬火和低温离子硫化复合、磁控溅射与渗氮复合、堆焊与表面滚压复合等,多种技术优势互补,可以实现缸套-活塞环摩擦副表面综合性能的协同提升。最后简要总结了各项表面强化技术的优缺点和亟待解决的问题。     

Ti—48Al—2Cr—2Nb金属间的激光表面合金化组织与耐磨性

分别采用氮气及预涂ＴｉＮ粉、碳粉、ＴｉＣ粉等方法对Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ金属间化合物进行激光表面合金化,制得了分别以ＴｉＮ,ＴｉＣ等硬质耐磨相为增强相的快速凝固“原位”金属基耐磨复合材料表面改性层,并分别在干滑动及磨料磨损条件下测试了所获激光表面合金化改性层的耐磨性。结果表明,对Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金进行激光表面合金化改性处理后显微硬度和耐磨性大幅度提高。     

陶瓷膜对牙轮钻头滑动轴承摩擦磨损性能的影响

采用化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）工艺,分别选用高铝钛及TiC+ Ti(C, N) +TiN复合的金属陶瓷在滑动轴承表面制备金属陶瓷膜层。采用金相显微镜（OM）、体视显微镜和显微硬度计对不同金属陶瓷膜的表面形貌、组织结构及厚度进行测量和观察,并在MMW-1型万能摩擦磨损试验机对涂层材料进行摩擦磨损试验,通过测量磨损量与摩擦因数随时间的变化规律,观察摩擦副表面磨损形貌,分析了不同陶瓷膜层的耐磨性和摩擦磨损机理。结果表明,涂镀复合陶瓷膜（TiC/Ti(C, N)/TiN）的销试件硬度高、磨损极其轻微、表面质地均匀且光滑,复合陶瓷膜（淬火）更适用于牙轮钻头滑动轴承表面涂层材料。     

离了镀TiN膜层的抗蚀性研究

本文对比研究了４５钢和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ钢两种不同基本材料镀ＴｉＮ膜与未镀ＴｉＮ膜试样的抗盐水腐蚀性能，结果表明，在基材上沉积致密的ＴｉＮ膜层能十分有效地提高抗腐蚀性，并指出在膜层存在针孔时，将使抗腐蚀性降低，而用这种影响与基材有关。     

1Cr18Ni9Ti多弧腐子镀耐蚀涂层研究

利用多弧离子镀技术在１ｃＲ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面沉积Ｔｉ,ＴｉＮ、Ｚｒ、ＺｒＮ、Ｚｒｎ＋ＴｉＮ等涂层,并对涂层进行化学印化和高温扩散等后续处理。     

多弧离子沉积（TiFeCr）N多元膜

研究了多弧离子沉积（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的性能,并与同一设备下沉积ＴｉＮ膜的性能进行比较。结果表明,（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的力学性能和耐蚀性能均优于ＴｉＮ膜。定量金相分析结果表明,（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的孔隙度比ＴｉＮ膜低得多。文中对多元膜的强化机理进行了讨论,认为孔隙度降低是使多元膜性能大幅度提高的主要原因。     

锆管表面沉积Cr-TiAlSiN复合涂层的表面形貌与性能研究

分别采用多弧离子镀和中频非平衡磁控溅射工艺,在锆合金管材基体上制备Cr-TiAlSiN复合涂层。利用扫描电镜对复合涂层的表面及截面微观形貌进行观察;利用Image J软件对复合涂层进行孔隙率和表面大颗粒数目进行统计分析;利用弹簧拉压试验机对涂层的膜基结合强度进行测量;利用高温热处理炉对试样进行800℃高温抗氧化试验和1200℃高温淬火实验。实验结果表明：采用多弧离子镀工艺所获得的涂层表面大颗粒物质比较多,但是孔隙率比较低,致使其高温抗氧化性能较好。复合涂层膜基界面比较明显且比较均匀,膜基结合强度较高,大于22.68Mpa,1200℃高温淬火实验侧面表明采用多弧离子镀工艺的涂层其膜基结合强度较好。