双层辉光等离子渗金属技术制备TiN渗层及其耐NaOH溶液腐蚀性能

采用双层辉光等离子渗金属技术在Q235钢表面上制备了TiN渗层;对渗层的组织、硬度、成分和相结构及其耐NaOH溶液腐蚀性能进行了研究.结果表明:该渗层是由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成的梯度结构;渗层表面形貌为胞状组织,颗粒致密均匀,表面为金黄色,渗层厚度可达16μm,与基体实现了冶金结合;渗层表面钛...     

工艺参数对Q235钢辉光等离子渗Cr渗层影响的研究

在不同电源、不同气压、不同温度工艺参数下对Q235钢表面进行辉光等离子渗Cr.用金相显微镜及扫描电镜观察渗层组织形貌,用能谱仪进行渗层Cr元素浓度分布测定,用X衍射仪进行物相分析.结果表明:不同电源渗Cr的渗层均出现反应扩散现象,渗层均为明显的柱状晶组织;脉冲电源渗Cr层厚度最大达到100 μm以上,表面Cr含量达到40%(w%)左右,渗层距表面10μm处Cr含量达到10%以上,渗Cr层成分分布明显好于直流电源和双辉双电源;脉冲电源渗Cr随气压的升高,渗层厚度及Cr含量先增大后减小,工艺条件下最佳气压值为30 Pa;脉冲电源渗Cr随着温度的升高Cr渗层厚度增加,渗层Cr浓度分布曲线随温度的升高由表面向内梯度变得平缓且浓度提高.     

工艺参数对等离子合成TiN层相结构的影响

采用双层辉光等离子渗金属技术,在碳钢表面进行反应合成TiN层,研究了各种工艺参数对合成TiN层相结构的影响。结果表明：当TiN层较薄时,表面能起控制作用,TiN层的生长显示出（100）取向生长趋势,使TiN层系统自由能较低;而当TiN层较厚时,应变能占主导因素,对TiN层生长起主要控制作用,使TiN层呈现出{111}择优取向,有利于TiN层系统自由能的降低。即TiN层随厚度增加,{111}择优取向生长越明显。     

碳钢渗Ti及氮化在硝酸中的耐腐蚀性研究

在碳钢表面实施等离子渗Ti,然后进行离子氮化。将处理试样在1 mol/L HNO3溶液中用PS-268A型电化学测量仪进行耐腐蚀实验,并采用SEM对腐蚀试样表面进行分析。结果表明:在1 mol/L HNO3酸性溶液中,渗Ti、渗Ti+离子氮化试样的致钝电位较未处理碳钢试样明显降低,钝化电位区间分别比未处理碳钢提高3.17倍和2.96倍,试样耐腐蚀性能分别比未处理试样提高7.44倍和4.54倍;腐蚀机理为:未处理碳钢腐蚀后表面形貌表现为较大的腐蚀坑且凸凹和起伏较明显,是典型的孔蚀;渗Ti试样为轻微面腐蚀;渗Ti+离子氮化试样腐蚀机理表现为典型的晶间腐蚀。     

脉冲电源辉光等离子渗Ti的工艺研究

在低碳钢表面利用脉冲电源进行辉光离子渗Ti工艺研究。结果表明:在本工艺条件下,能够获得200μm以上的渗层,其组织形貌为渗层与基体之间形成一条明显的反应扩散分界线,且分界线两边均出现较为明显的柱状晶;渗Ti层的结构主要由Fe2Ti、Fe-Ti、TiC相组成;随着电压的升高,渗Ti层增加,550V时达到最厚,表面Ti含量也最高,当电压超过550V后,渗层厚度减小、Ti含量降低;随时间的增长,渗Ti层厚度增加,表面Ti的含量增加;渗层厚度随温度的升高而变厚,渗层Ti的含量也随之变大。     

双辉法等离子渗镀TiN层及耐磨和耐蚀性能的研究

一种利用双层辉光等离子溅射直接复合渗镀合成TiN渗镀层的新工艺方法。该TiN渗镀层表面形貌为‘胞状’组织,颗粒致密均匀,表面为金黄色。TiN渗镀层由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成,渗镀层厚度可达16μm,与基体形成固态冶金层,结合强度高,表面平均显微硬度为3120 HV。对该TiN渗镀层试样,未处理的Q235钢试样,T10淬火+回火试样和3Cr13渗氮试样在相同的条件下进行了耐磨性试验;将该渗镀层试样与未处理的Q235钢和1Crl8Ni9Ti不锈钢试样在1 mo.lL-1H2SO4溶液和3.5%的NaCl溶液中,分别进行了电化学腐蚀对比试验。结果表明:在相同的条件下,TiN渗镀层相对磨损速度最小,耐磨性较未处理的Q235钢试样提高7.81倍,较T10淬火+回火试样提高5.625倍,较3Cr13渗氮试样提高7倍;在浓度为1 mol.L-1的H2SO4溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高了11.5倍,比1Crl8Ni9Ti不锈钢提高了2.65倍。在浓度为3.5%的NaCl溶液中,TiN渗镀层的耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高11.3倍,但比1Crl8Ni9Ti不锈钢耐蚀性能稍差。     

Ar/N2流量比对辉光等离子渗镀TiN的影响

利用双层辉光等离子渗金属技术,在碳钢表面合成TiN,研究不同的Ar/N2流量比对合成的TiN的影响,获得Ar/N2流量比与TiN表面硬度、表面颜色及TiN成分含量之间的关系,以及Ar/N2流量比对TiN相结构的影响结果:当Ar/N2流量比较大时,以{100}择优取向生长;随着Ar/N2的降低,TiN薄膜由{100}择优取向生长向{111}择优取向生长过渡;TiN薄膜中并不一定是单一的TiN相,还有其他如Ti2N相的存在,造成TiN薄膜硬度的降低.     

不同电源等电位离子钨钼共渗的研究

利用脉冲单电源和直流单电源,分别在Q235钢表面进行等离子钨钼共渗.通过对不同电源钨钼共渗试样的渗层组织、渗层成分分布、晶体结构、渗层硬度分布的检测和比较,分析了2种电源对等离子钨钼共渗的影响.结果表明,利用单一电源均可在Q235钢表面形成明显反应扩散层;在相同工艺下,采用脉冲电源所得到的试样渗层厚度较采用直流电源的渗层厚度增加了18.1%;脉冲电源试样表面W、Mo含量(质量分数,下同)分别约为8.4%和9.8%,直流电源试样表面W、Mo含量分别为8.2%和8.9%,可见2种电源渗层表面含W、Mo量相差不大;2种电源渗层相结构均为Fe_7W_6和Fe_3Mo金属间化合物相;钨钼共渗后渗层硬度提高不明显.     

Q235钢离子渗铬及渗氮复合处理的耐磨性

利用针状铬丝在Q235钢表面进行1000 ℃×4 h等离子渗铬,对渗铬试样分别进行(480、520、560 ℃)×6 h的离子渗氮处理.对经过渗铬和离子渗氮处理的试样进行磨粒磨损耐磨性试验.结果表明,Q235钢渗铬后表面铬含量为22wt%,渗层厚度为50 μm.渗铬层经渗氮处理形成了含铬氮化物(CrN、Cr2N)及少量含铬碳化物(Cr23C6)组成的表面强化层,表面显微硬度最高达1500 HV0.1.磨粒磨损试验表明,与未处理Q235 试样比较,渗铬并经过480、520、560 ℃离子渗氮处理的试样耐磨性分别提高了1.50、3.05和1.44倍;520 ℃离子渗氮试样较T10钢淬火+低温回火试样及3Cr13离子渗氮试样分别提高了2.20倍和2.73倍.     

Q235钢单辉等离子表面渗Mo工艺的研究

利用辉光等离子渗金属技术在Q235钢表面分别进行在直流单辉电源、脉冲单辉电源两种情况下的不同工艺参数的渗Mo研究.着重研究保温时间、桶形辅助阴极等对渗Mo层合金元素含量和渗层厚度的影响,确定较合理的渗Mo工艺参数,并对渗Mo试样进行金相组织、渗层组织组成和相组成、渗层成分分布、晶体结构等检测.结果表明:在工艺相同的情况下,采用脉冲电源所得到的渗层较厚,较直流增加11.8%,渗层表面含Mo量也较高,约增加10.2%.