等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜.对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5％的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍.     

多弧离子镀CrN薄膜的耐腐蚀性能

单相CrN薄膜较难制取,国外已形成商用,而国内相关研究尚处于起步阶段。采用多弧离子镀技术在45钢表面沉积CrN薄膜,通过扫描电镜观察了CrN薄膜的表面形貌,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,分别讨论了CrN薄膜在3.5%NaCl溶液、1 mol/L NaOH溶液和1 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀性能,在其他制备参数不变的条件下,考察了氩氮流量比对薄膜组织结构以及性能的影响。结果表明:随着氩氮流量比的减小,CrN薄膜表面的液滴尺寸和数目逐渐减小;薄膜主要以CrN相为主,随着氩氮流量比的增大,CrN(110)的峰值逐渐减弱,CrN(200)的峰值逐渐增强;随着氩氮流量比的减小,CrN薄膜在3.5%NaCl溶液、1 mol/L NaOH溶液和1mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性均得到提高,在氩氮流量比1∶3时,薄膜的耐腐蚀性最佳。     

工业纯铁电极材料表面渗钼的工艺

利用双辉等离子渗金属技术,在工业纯铁电极材料表面进行正交渗钼试验,用极差分析方法研究了极间距、温度、时间、源极电压和气压对合金渗层厚度的影响,并对渗钼的工艺参数进行优化。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、扫描电镜(SEM)和能谱仪观察合金渗层的金相组织及厚度,测定合金渗层的物相组成和渗层硬度,检测合金渗层的形貌、元素分布。结果表明:渗钼工艺优化参数为源极电压800~850V,保温温度1 020℃,保温时间4h,工作气压35Pa,极间距20mm,可获得满足试验要求的80μm的合金渗层;合金渗层组织为柱状晶,Mo元素在合金渗层中呈梯度分布,合金渗层的物相为Fe(Mo)固溶体和Mo相,合金渗层的硬度呈下降趋势,渗钼后试样的表面硬度为248.5HV0.05。     

4Cr13不锈钢表面镀TiN薄膜组织结构及性能的研究

采用多弧离子镀技术在4Cr13不锈钢上沉积TiN薄膜,在其他参数不变的条件下,研究不同弧电流下薄膜的组织、结构及性能。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪和往复式摩擦磨损仪分别对薄膜进行表面形貌观察,物相分析,以及表面硬度、结合力、耐磨性检测。实验结果表明:弧电流对薄膜的表面形貌有明显的影响,随着弧电流的增大,薄膜表面的液滴数目和尺寸逐步增大;薄膜的相结构主要由TiN相组成,在(111)面有较强的择优取向,且随着弧电流的增大,衍射峰强度略有增加;随着弧电流的增大,薄膜的硬度先增大后减小,硬度值最大为2897HV;随着弧电流的增大,薄膜的结合力先增大后减小,当弧电流为105A时,薄膜的结合力最大,为75N;随着弧电流的增大,薄膜的摩擦系数先减小后增大,当弧电流为105A时,薄膜的耐磨性最好。     

等离子钨、钼和钇共渗时钇原子对渗层的交互作用

利用双层辉光等离子渗金属技术,在20号钢表面进行钨-钼-钇和钨-钼共渗,并获得合金渗层。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)进行微观组织分析和成分分布检测,用X射线衍射仪(XRD)进行结构分析,用Fick第二扩散定律分别计算上述二元共渗和三元共渗渗层的钨、钼扩散系数以及扩散激活能。研究表明:钨-钼-钇和钨-钼共渗渗层组织均为柱状晶,渗层与基体之间有一条分界线。稀土钇的加入细化了渗层的组织;钨-钼-钇共渗层物相主要为:Fe(W,Mo,Y),Fe3Mo,Fe17Y2,W,Y等;钨-钼共渗渗层物相主要为:Fe(W,Mo);钇的加入使渗层中钼在距表面12~15,24~25,35~36μm处的扩散系数分别提高了1.72,1.85,2.10倍,平均增大1.89倍。而钨原子的扩散系数在加入稀土元素后减小了0.92,0.99,0.76,平均降低了0.89倍;稀土钇的加入降低了钼原子的扩散激活能,说明了稀土钇对钼具有催渗作用,但对钨没有催渗作用。