等离子体辉光溅射反应复合渗镀合成TiN的研究

本文介绍了一种新的制备TiN的工艺方法.利用辉光放电溅射现象、尖端放电和空心阴极效应,在钢铁材料表面直接复合形成TiN渗镀扩散层.用X射线衍射、辉光放电剥层成分分析仪、显微硬度仪等方法,对复合层进行分析.结果表明:本研究方法复合形成的TiN渗镀层,TiN呈溶质固溶于基体表面层中,呈梯度沿基体向内分布.该表面复合层与一般表面沉积的TiN层不同,是冶金结合扩散层,不会产生剥落现象.在1020 ℃复合形成渗镀层时,层深可达15 μm左右,并得到择优取向为(200)晶面的TiN相,渗镀TiN层的表面硬度随渗镀温度的提高而增加,渗镀TiN层随渗镀温度的升高而增厚.     

T10钢双辉等离子渗铬改性层的形成条件研究

用双辉等离子渗金属技术，在880～900℃温度下，对T10钢进行了表面渗铬试验；分析了渗铬改性层的表观形貌和相结构，测量了渗铬改性层的成分。结果表明，在880～900℃温度下，对T10钢进行双辉等离子渗铬，可得到铬沉积层、铬渗镀层等形式的渗铬改性层。通过调节工艺参数，可对渗铬改性层形式进行控制。     

Ti/Cu/Ti火焰加热扩散钎焊界面组织分析

用保护膜防护，并施加一定压力可实现Ti／Cu／Ti氧-乙炔焰加热扩散钎焊。通过BSE(背散射电子衍射)、EDS(电镜线扫描)、拉伸试验等测试手段对Ti／Cu／Ti钎焊接头组织、成分及结合强度测定的结果表明，在试验温度下，接头中Cu、Ti之间发生了剧烈的扩散。加热温度为840-870℃时，钎缝界面中部组织由Cu4Ti与Cu(Tj)固溶体组成，结合强度较高。加热温度为870-900℃时，钎缝界面中部组织由CuTi与Cu4Ti Cu(Ti)固溶体组成，结合强度较低。钎焊结合强度与加热温度相关。     

TiAl合金双层辉光表面等离子渗Nb工艺

利用双层辉光等离子渗金属技术对TiAl合金进行离子渗Nb处理,研究了温度和保温时间对渗层合金元素含量和渗层厚度的影响,确定较合理的渗金属工艺参数。利用图像分析仪和辉光放电光谱仪观察和测定渗层金相组织、渗层厚度及合金层的成分。结果表明,在极间距与工作气压一定的条件下,渗层厚度及成分与温度和保温时间有关。温度过低或保温时间过长均使TiAl试样表面产生Nb沉积层。经优化工艺参数试验,选择1100℃×3h渗Nb,得到一定厚度且与基体结合牢固的合金渗层,这对改善TiAl合金的耐磨性和抗高温氧化性是有利的。     

双辉等离子表面冶金Ti-Cu阻燃合金的制备工艺

为解决整体阻燃钛合金存在的比强度低、加工性差及价格昂贵等问题,利用双层辉光离子渗金属技术,在Ti-6Al-4V的表面渗入Cu元素,在其表面形成Ti-Cu阻燃合金层.研究了温度、保温时间、源极电压、工件电压、极间距等工艺参数对渗层显微组织、成分及厚度的影响,得出了适合的工艺参数.870℃渗铜3.5 h,渗层厚度可达到200μm以上.阻燃合金层的成分呈梯度分布,显微组织为基体组织加弥散分布的Ti2Cu金属间化合物.初步阻燃实验证明,渗Cu合金层起到了预期的阻燃效果.     

口腔修复材料离子镀表面改性的研究

利用多弧离子镀膜技术在口腔修复材料——钛合金(Ti6Al4V)表面制备TiN薄膜。分析表面镀膜组织结构,探讨钛合金基材及表面镀层的抗细菌粘附性能。结果表明,钛合金TiN膜层具有明显的(111)晶面择优取向;与处理前相比,TiN膜层可以显著减少变形链球菌在改性钛合金表面的粘附。     

等离子表面复合渗合金层碳化物相的研究

利用等离子表面合金化技术，在碳钢表面进行W、Mo、C共渗，共渗合金层中W当量质量分数超过10％，含碳量超过平衡碳计算值，碳饱和度达1．6以上，约是一般冶金高速钢碳饱和度的两倍。用X射线衍射分析了共渗合金层中碳化物的结构类型；用电子探针进行微区成分分析，测定碳化物的成分，并计算了碳化物中碳原子与合金元素之间的原子比。结果表明，共渗合金层中的碳化物主要是由合金元素W、Mo和C形成的M6C型碳化物及少量的M2C型碳化物。M6C型碳化物中碳原子与合金元素之间的原子比为1．6～3．2：1平均为2．4。与一般冶金低合金高速钢中的合金元素与碳原子比相比较，范围窄，且偏低。     

纯铜双辉等离子体渗镍层形成及扩散机理分析

采用双层辉光离子渗金属技术实现了在纯铜表面的渗镍，对渗层中镍元素的分布进行了测定，用扩散偶方法计算了铜镍等温互扩散系数，并对在辉光放电中影响扩散系数的因素进行了讨论。结果表明，纯铜双层辉光离子渗镍是一个先吸附沉积再扩散的过程，利用扩散偶方法求得的等温互扩散系数随试验温度及表面镍浓度的提高而增大。只要合理选择放电条件下的各工艺参数，便可以有效控制渗层中的镍含量及分布。     

基材碳含量对离子渗W、Mo、Co的影响

研究了在离子渗金属中基材碳含量对离子渗W、Mo、Co的影响。结果显示，基材的碳含量对渗层的组织结构、组成相、渗层合金元素的分布都有相当大的影响。在离子渗W、Mo、Co时，工业纯铁和中、高碳钢的渗层断面都出现分层结构。工业纯铁的表层是由(FeCo)7（WMo)6型金属间化合物μ相，(FeCo)2(WMo)型laves相，和W(Mo)固溶体相组成的沉积层，中、高碳钢的表层是由MC型碳化物和M6C型碳化物组成的化合物层。随着基材碳含量增加，渗层变薄。对于中、高碳钢，离子渗金属中，碳原子向表层富集，形成化合物层，当越过渗层中的化合物层时，W、Mo含量锐减，而Co的分布受到的影响较小。     

离子渗W,Mo层渗碳后碳化物的研究

等离子表面冶金高速纲,是采用双层辉光离子渗金属技术,首先在低碳钢表面形成含W、Mo的合金层,随后进行渗碳处理,使表面合金层接近高速钢成分,这种固态双渗表面冶金高速钢新技术,由于其形成高速钢的机理与冶金高速钢不同,故有必要搞清渗层中碳化物的组织形态、晶体结构、位向关系,这样将有助于合金层性能的提高.然而由于获取这种表面冶金高速钢表层组织及成分结构比较困难,所以,我们采用薄片平板渗金属及渗碳的方法以制取与表面成分相近均匀的合金层试片.