离子氮化—PECVDTiN膜复合处理提高切边模具寿命研究

对用于制作冷作模具的两种高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2Al进行离子渗氮-PECVDTiN复合处理,研究了复合处理层的组织与性能特点,结果表明：较之单一PECVD TiN,离子渗氮-PECVDTiN复合处理改善膜基界面结合,显著提高膜基结合强度与耐磨性;采用优化的复合处理可提高高速钢制不锈钢六角螺栓切边模使用寿命一倍以上。     

离子氮化－PECVD TiN膜复合处理提高切边模具寿命研究

对用于制作冷作模具的两种高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2Al进行离子渗氮－PECVDTiN复合处理,研究了复合处理层的组织与性能特点。结果表明较之单一PECVDTiN,离子渗氮－PECVDTiN复合处理改善膜基界面结合,显著提高膜基结合强度与耐磨性;采用优化的复合处理可提高高速钢制不锈钢六角螺栓切边模使用寿命一倍以上。     

工艺参数对反应磁控溅射TiN薄膜硬度的影响

采用反应磁控溅射工艺,在W18Cr4V高速钢基片上制备TiN薄膜;运用正交设计方法选取工艺参数,研究溅射电流、N_2流量、Ar流量、负偏压等工艺参数对TiN薄膜硬度的影响;并进一步研究了负偏压对薄膜硬度影响。结果表明,各参数对硬度的影响次序由大到小依次为:负偏压、N_2流量、溅射电流、Ar流量。当负偏压小于100V时,负偏压可增加离子对基片的轰击作用,提高致密度,从而提高薄膜硬度;当负偏压大于100V时,过强的离子轰击使薄膜产生更多的缺陷,使薄膜硬度降低。     

合金钢的退火不软化行为

某些合金经热处理后产生退火不软化问题。作者对W18Cr4V和18Cr2Ni4WA2种合金钢进行了锻后软化退火试验,对退火组织进行了SEM分析,对合金钢的退火不软化原因进行了探讨,提出钢的退火必须根据等温转变C曲线（即TTT图）,以研究其方法与工艺,从而获得最佳的切削加工性能。实验结果表明：W18Cr4V钢经普通退火处理,硬度偏高（269－286HBS）;采用等温退火方法,软化效果好,满足了切削加工对硬度的一般要求（＜255HBS）;无论采用何种退火方法,18Cr2Ni4WA合金钢的硬度均不能满足要求,只有采用高温回火的办法,方可使其软化。     

高速钢W18Cr4V的锻造及热处理

对W18Cr4V钢的性能特点进行了分析,阐述了W18Cr4V钢的锻造及热处理工艺的合理制定。     

渗氮-气相沉积TiN复合处理层膜基间“黑色层”组织的形成与控制

通过对渗氮层中连续化合物层（“白亮层”）的稳定性与气相沉积工艺特性的分析,从热力学和动力学两方面分析了渗氮-气相沉积TiN复合处理时“黑色层”的形成机理。研究认为“黑色层”系由渗氮“白亮层”分解而来。热力学上,渗氮“白亮层”不稳定,在钛离子作用下易于生成TiN。当气相沉积时的等离子体提供活性钛及离子轰击产生位错和空位时,即从动力学上促进转变发生,形成“黑色层”;同时,“黑色层”能否形成还与气氛氮势、体系温度有关。上述分析可以完满解释文献中有关“黑色层”的实验现象。由此给出了避免“黑色层”的途径。     

沉积参数对CVD的TiN涂层性能影响

CVD TiN 涂层硬度随沉积温度和气体总流量的增加而增加。沉积温度高于1323K,Cr12M_0V 基体表面生成的是 Ti(C,N)复合涂层。其硬度和粘附性能均高于 TiN 涂层,最高维氏硬度达到3363kg/mm~2。Gr12MoV 基体,沉积金黄色、粘附性能好,维氏硬度高达2000—2500kg/mm~2。TiN 涂层最佳沉积条件是:TiCl_4蒸发温度313K,1:2N—H 摩尔比,1323K 沉积温度和2400Cm~3/min 气体总流量。(220)方向择优成长,随气体线速度增加或沉积温度升高而增加。     

奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究

对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,研究不同渗氮条件下渗氮层的相结构与性能。结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢离子渗氮时,钢中Cr与氮反应仅形成CrN,而非Cr2N;伴随CrN的形成,渗层原奥氏体转变为马氏体。经V(N2)∶V(H2)为1∶9及1∶3气氛氮化,渗氮层韧性很高;当气氛V(N2)∶V(H2)达3∶1时,形成大量γ′、ε相,渗层韧性剧减;气氛V(N2)∶V(H2)为1∶3时,耐磨性最佳。     

渗氮—气相沉积TiN复合处理层膜基间“黑色层”组织的形成与控制

通过对渗氮层中连续化合物层（“白亮层”）的稳定性与气相沉积工艺特性的分析,从热力学和动力学两方面分析了渗氮－气相沉积TiN复合处理时“黑色层”的形成机理,研究认为“黑色层”纱由渗氮“白亮层”分解而来,热力学上,渗氮“白亮层”不稳定,在钛离子作用下易于生成TiN。当气相沉积时的等离子体提供活性钛及离子聂击产生位错和空位时,即从动力学上促进转变发生,形成“黑色层”;同时,“黑色层”能否形成还与气氛氮势,体系温度有关。上述分析可以完满解释文献中有关“黑色层”的实验现象,由此给出了避免“黑色层”的途径,     

恒电位法制备不同织构氧化亚铜薄膜工艺的研究

本文采用恒电位法探索了CuSO4和乳酸溶液在摩尔比为1：3的条件下络合,以三电极体系在导电玻璃上沉积C u2 O薄膜的最佳工艺条件。通过分析C u2＋与络合剂乳酸在不同的溶液温度,沉积电位、以及溶液pH的条件下络合,来确定其对Cu2 O薄膜的影响。采用X －射线衍射分析和扫描电子显微镜对薄膜样品结构和形貌进行表征。结果表明,在Cu2＋与乳酸的摩尔比为1：3,溶液温度为65℃～75℃,沉积电位为－1．2V～－2．8V ,溶液的 pH＝10～12的条件下,得到（111）择优取向生长的 Cu2 O 薄膜,呈砖红色,致密均匀。C u2 O膜（200）择优取向生长的参数范围是：溶液温度65℃,沉积电位－1．2 V ,p H＝7～9。     

奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究

对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理，研究不同渗氮条件下渗氮层的相结构与性能。结果表明：1Cr18Ni9Ti不锈钢离子渗氮时，钢中Cr与氮反应仅形成CrN，而非Cr2N；伴随CrN的形成，渗层原奥氏体转变为马氏体。经V(N2)：V(H2)为1：9及1：3气氛氮化，渗氮层韧性很高；当气氛V(N2)：V(H2)达3：1时，形成大量γ’、ε桐，渗层韧性剧减；气氛V(N2)：V(H2)为1：3时，耐磨性最佳。     

升温模式对热处理TiN薄膜结构及性能的影响

为了比较不同热处理方式及工艺对TiN薄膜结构和性能的影响,在真空条件下、300~900℃范围内,对采用非平衡磁控溅射方法在单晶硅基底上沉积TiN薄膜后进行了热处理实验,考查了热处理模式（不同升温速率）和温度对薄膜结构和性能的影响．利用X射线衍射仪（XRD）对薄膜微结构进行表征,并利用扫描电镜观察了不同热处理模式下薄膜的表面形貌．同时,对不同工艺下薄膜的硬度、表面粗糙度和电阻率进行了表征．结果表明,薄膜经过热处理后,其晶体结构、择优取向、硬度、粗糙度和电阻率发生明显变化,并且随着热处理模式和温度的不同而产生较大差异．无论哪种模式,真空热处理后TiN薄膜的硬度均有所下降,其表面粗糙度亦有相似的变化趋势．两种模式下,经过450℃热处理后薄膜的硬度和粗糙度均达到最大值,与其高度择优取向的晶体结构有明显的相关性．     

化学气相沉积TiN—沉积温度及基体中碳的影响

本文研究了沉积温度对Cr12MoV钢基体TiN沉积速率的影响。TiN沉积速率高于低碳钢基体TiN沉积速率,并且随沉积温度升高而增加。研究了不同碳含量铁基体中碳扩散对TiN沉积的影响。TiN沉积速率随碳含量增加线性增加;涂层硬度亦随碳含量增加而增加。基于铁的催化作用,推导出TiN沉积速率方程式: R=h_1+k_1·C     

高速钢刀具在深冷处理时的表面换热系数的计算

在对材料为W9M03Cr4V的高速钢刀具进行深冷处理的有限元模拟时,表面换热系数是一个重要的系数。为得到此参数,采用了反传热法对由深冷处理实验测定材料为W9M03Cr4V的试件所得到的温度曲线进行处理,从而得到其表面换热系数,用此系数作为相同材料的高速钢刀具的表面换热系数。文中的分析和计算是在FEPG软件和Visual C＋＋编程语言的辅助下自动完成的。     

Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢固溶渗氮动力学

采用管式气氛炉,在1100～1200℃、N2气压强为0.1 MPa、渗氮时间为8～24 h的工艺条件下,对Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢进行固溶渗氮处理。采用光学显微镜、显微硬度仪和X-射线衍射仪对渗氮层显微组织、厚度及物相组成进行了测试和分析。研究结果表明:Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢固溶渗氮前为铁素体-奥氏体双相组织,渗氮后渗层组织转变为全部奥氏体组织。在1200℃,气氛压力为0.1 MPa、渗氮时间为24 h的工艺条件下渗氮最高硬度可达312 HV,渗层厚度最高达到1.45 mm。对Cr15Mn18Mo2.5Nb钢固溶渗氮结果进行扩散动力学研究,结果表明在上述工艺条件下其固溶渗氮扩散激活能为101.54 kJ/mol。     

TiN膜的电子显微分析

本文是用JEM-2000EX型电镜,对射频等离子体沉积的TiN薄膜进行具体分析,从而得到TiN的形貌及晶体结构。     

沉积温度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用RF磁控溅射法，在单晶硅衬底上生长出高质量的（002）晶面取向的ZnO薄膜．利用X射线衍射分析（XRD）、原子力显微镜（AFM）、光栅光谱仪等技术研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、应力状态、表面形貌和发光性能的影响．研究结果表明，在射频功率为100W时所制备的ZnO薄膜当沉积温度为500℃时能获得最佳的c轴取向和最小半高宽，此时ZnO薄膜具有较小的压应力和较好的紫外发光性．     

微波等离子体制备氮杂二氧化钨钒薄膜

根据二氧化钒在68℃附近发生相变的这一特性,选用V2O3和W2O3为前驱物,通过在玻璃片上镀膜,采用微波等离子体增强法,合成了氮杂二氧化钨钒（V0.98W0.02O2-xNy）薄膜．通过XRD表征了样品的组成,用自制的仪器测量了合成样品的相变温度,结果表明：样品为氮杂二氧化钨钒（V0.98W0.02O2-xNy）,通过氮掺杂能有效降低二氧化钨钒薄膜的相变温度,相变温度最低可以降至35℃．     

几种模具钢的热疲劳性能对比研究

通过对3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si以及5CrNiMo、5Cr2NiMoVSi两组模具钢的热疲劳性能对比试验,证实5Cr2NiMoVSi的热疲劳性能优于5CrNiMo;循环上限温度低于670℃,4Cr5MoV1Si钢的热疲劳性能优于3Cr2W8V钢,循环上限温度为710℃时,反而3Cr2W8V钢的热疲劳抗力较好。文章分析了影响热疲劳性能的主要因素,提出了最佳硬度值范围,为指导热处理工艺提出了可靠依据,并为新材料的合理使用指出了工作温度范围。     

固溶渗氮Cr18Mn21钢的耐蚀性研究

采用高纯氮气,在常压下对Cr18Mn21钢进行固溶渗氮处理,研究了固溶渗氮工艺对渗氮层显微组织、厚度、硬度及耐蚀性的影响。利用XRD和光学显微镜研究了Cr18Mn21钢渗氮层相组成及显微组织;利用显微硬度测试仪和电化学工作站测试了Cr18Mn21钢渗氮层的硬度分布和耐腐蚀性。