氮基气氛碳氮共渗层深研讨

渗层深度是碳氮共渗的重要质量指标,但以往的研究常因渗层深度的测定方法不同而造成混乱。随着渗层深度检测新标准的逐步贯彻,极有必要对不同渗层深度测定方法进行比较,明确各种“渗层深度”的确切含义与应用价值。     

碳氮共渗剂

对于表面要求硬而耐磨、芯部要求有良好的韧性、整体有满意的疲劳寿命的零件 ,最好采用低碳钢或经碳氮共渗处理过的低合金钢。（１）共渗剂欲进行碳氮共渗 ,首先应解决共渗剂的问题。共渗剂的配方各不相同 ,常用的有氨 煤油、甲醇 尿素 丙酮 ,以及三乙醇氨等几种。使用这些共渗剂 ,往往存在下面的问题 :或是附加设备多 ,或是原料供应困难 ,或是出现黑色组织 ,或是氮浓度太低 ,或是价格昂贵等等。因此必须研制简便而可靠的碳氮共渗剂。由于尿素在工业纯甲醇或酒精中的室温饱和溶解度分别为１５ %和１０ % ,所以直接采用此种溶液作共渗剂难…     

碳素钢的厚层气体氮碳共渗

应用先进的气体氮碳工渗技术，对１５钢，４５钢等碳素钢进行“三气体两段制”气体氮碳共渗。结果表明，用５８０℃作共渗温度，仅用３．５ｈ即可使１５钢和４５钢获得３５－６０μｍ厚的化合物层，可使１５钢获得１．２５－１．５０ｍｍ和４５钢获得１．００－１．２５ｍｍ的全扩散层深度，达到了令人意想不到的效果。     

碳氮共渗与磁化电解渗硫复合处理后20CrMnTi钢的摩擦磨损性能

研究了20CrMnTi钢经碳氮共渗与磁化电解渗硫复合处理后的摩擦磨损性能,利用扫描电镜、电子探针和硬度仪观察分析了试样经不同时间磨损后的表面形貌和硬度变化,并与碳氮共渗、碳氮共渗后低温电解渗硫复合处理的进行了对比。结果表明:碳氮共渗与磁化电解渗硫复合处理后试样的摩擦因数、磨损量和磨损速率均最小,碳氮共渗后低温电解渗硫的次之,而碳氮共渗的均最大;与碳氮共渗相比,碳氮共渗与磁化电解渗硫复合处理后试样的磨损量可减少近50%,摩擦因数仅为它的1/3~1/5,显示了良好的减摩性及耐磨性能,且磨损前后表面硬度基本不变;三种工艺处理后试样的磨损机理基本相同,由短时间的麻点剥落向长时间的深层剥落转化,属于表面疲劳磨损,伴随有粘着磨损。     

微机控制碳氮共渗过程中氮的扩散行为对渗层的影响

研究了在碳氮共渗总势ＣＮｐ＝１．１％时，不同时间里氮势Ｎｐ对不同合金钢的渗层深度Ｓ、渗层浓度分布、共渗速度因子Ａ的影响；对Ｓ＝Ｓ０＋Ａｔ模型提出了修正，加入了氮的影响因素；同时，对氮在碳氮过程中的扩散规律进行了讨论。     

离子渗碳与碳氮共渗

<正> 早在五十年代,苏联学者和工程技术人员就开发了离子渗碳技术。当时使用的是无辅助热源的简单设备。由于这种技术的复杂性,当时人们又在致力于离子氮化的研究,所以这种优质高效的新工艺并未给予多大关注。直至20年后才又见到在设备上的突破性报道。具有代表性的是日本真空技术公司带辅助热源FIC系离子渗碳炉问世,七十年代后期,工业发达国家日、美、英、法等以更快的步伐开发了这一新技术。闻     

稀土离子氮碳共渗的研究

本文通过试验所取得的数据，对纯氨离子氮化、离子软氮化和稀土离子软氮化三种工艺进行了醒目的对比，稀土元素显著提高离子氮化渗速，对渗氮层具有明显的强韧化作用。对稀土作用机理提出自已的见解。     

Study on the tribological behaviors of polyelectrolyte multilayers containing copper hydroxide nanoparticles

In this paper, we reported the tribological behaviors of polyelectrolyte multilayers (PEMs) containing copper hydroxide nanoparticles, polymer films were prepared by the sequential adsorption Poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) and poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) alternately on substrate. The nucleation of copper hydroxide nanoparticles was achieved using a cyclical absorption-hydrolysis process in which copper ions were absorbed into the polymer matrix (which bind to the sulfonate groups) and then hydrolysis in an alkali solution. The structure and the morphology of before and after the in-situ synthesis copper hydroxide nanoparticles in the PEMs matrix have been explored. The coefficient of friction as a function of sliding velocity and normal load also has been studied. The composites exhibited increased wear resistance compared with the pristine polymer films. This may partly be attributed to the enhanced load-carrying capacity of the inorganic nanoparticles in the PEMs. Dr. Pingyu Zhang, Professor of Laboratory for Special Functional Materials, Henan University. He received his Ph. D. in physical chemistry from Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences. He worked on tribological study in State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences 1983 to 2003. After that he was engaged as a special visiting professor of Henan University. His main research interest is in study on tribology of ultrathin films of ordered assembling systems, tribology of coatings and Micro-nanotribology. And he has authored and co-authored over 40 journal articles in Langmuir, Thin Solid Films, and Wear etc.     

基于摩擦学的顶置凸轮轴式配气机构改进设计

分析了某顶置凸轮轴式配气机构凸轮与摇臂之间的作用力,计算了凸轮与摇臂之间的接触点的综合曲率半径变化和凸轮与摇臂之间的动态局部接触应力;计算了凸轮与摇臂之间的动态润滑油膜厚度;分析了凸轮与摇臂之间润滑油卷入的特点.将凸轮轮廓型线改为非对称的设计,降低了凸轮与摇臂之间接触压力角,改善了润滑状态,解决了凸轮与摇臂之间早期擦伤问题.     

一种硫磷氮衍生物在菜籽油中的摩擦学研究

通过Mann ich合成了2种有机环胺的硫磷酸酯衍生物,在四球摩擦磨损试验机上研究了它们作为菜籽油添加剂的摩擦学性能。实验结果表明,该类化合物具有良好的极压抗磨性能,能提高菜籽油的极压抗磨性能。通过用X-射线光电子能谱(XPS)分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态,显示在摩擦过程中,钢球表面形成了一层含硫、磷无机膜和含氮的有机膜。     

含硫磷的水溶性三嗪添加剂对硬质合金的摩擦学性能研究

合成一种水溶性润滑添加剂2,4-双-(二乙醇胺基)-6-(O,O'-二乙醇胺基二硫代磷酸酯)-S-基-1,3,5-均三嗪化合物(DDT),利用四球摩擦试验机考察其在水-乙二醇基础液中对YG8硬质合金钢球的润滑性能。结果表明:该化合物作为水基润滑添加剂可使水-乙二醇基础液的极压值提高了近5倍,并且可使硬质合金钢球磨斑直径和磨痕明显减小,表现出优异的抗磨减摩性能;通过SEM和EDS分析,可推测该水溶性化合物在摩擦过程中可能发生化学反应生成了磷酸钨、二硫化钨等化学膜,也可能生成一些含S、N小分子有机物组成的边界润滑膜,从而起到了良好的抗磨减摩作用。     

羟基硅酸盐/纳米铜复合添加剂摩擦学性能研究

由羟基硅酸镁和纳米铜粉体按质量比1∶1组成复合添加剂,利用MJ-800型四球摩擦磨损试验机考察复合粉体、硅酸盐粉体和纳米铜分别作为N68基础油添加剂的摩擦学性能,借助JSM3010型扫描电子显微镜及EDS测试分析钢球磨痕的表面形貌和成分组成,研究了添加剂的作用机制.结果表明:添加剂的引入明显改善了基础油的摩擦学性能,添加剂粒子通过吸附、填充、微滚珠以及熔融铺展作用降低钢球磨损,并对磨损表面进行一定的修复;硅酸盐粉体和纳米铜表现出良好的协同抗磨效应,复合添加剂的极压抗磨性能优于硅酸盐粉体或纳米铜单独作为添加剂.     

3-巯基丙基三乙氧基硅烷自组装膜摩擦学性质研究

利用自组装技术将3-巯基丙基三乙氧基硅烷薄膜沉积在单面抛光的单晶硅基片上.用X射线光电子能谱仪测量薄膜的化学成分;用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌;用接触角测量仪测量薄膜的接触角;在摩擦试验机上考察薄膜的摩擦学性能与接触角之间的关系.结果表明:薄膜的接触角随着组装时间的增加先增加后减小然后再增加,表明MM分子在单晶硅基片上的自组装是逐层进行的,当MM完成一层组装时,其薄膜表面自由能较低,所表现出的接触角较大;薄膜的摩擦磨损性能与接触角成对应关系,接触角增大,摩擦因数减小,抗磨损能力提高.     

磁控溅射MoS2/Ni复合膜的制备及其摩擦性能

采用磁控溅射法制备了MoS2/Ni复合膜,同时对影响膜层性能的工艺参数进行了初步探讨,并对复合膜进行了成分与结构分析以及摩擦试验.结果表明:在本试验工艺参数(本底真空度为7.0×10-4 Pa,沉积气压为0.5 Pa,溅射功率为160 W,溅射氩气流量为80 cm3/s,靶基距为60 mm,基片温度为70℃)下制备的MoS2/Ni复合膜能够大大降低不锈钢等基底表面的摩擦因数,并且在高速重载的条件下具有更低的摩擦因数和更小的摩擦因数波动值.     

润滑剂的特点及其在机械设备中的正确选用

机械设备在运行过程中,受重力、机械载荷以及零件加工精度等方面的影响,摩擦和磨损是不可避免的.为了减小摩擦降低磨损,除了在材料和熬处理方面下功夫外,正确选择润滑剂也是一个重要手段.有时,其效果甚至远大于在机械零件材料与热处理方面的努力.     

大气环境下Au/TiN复合薄膜的滑动摩擦磨损性能

以30CrMnSi钢为基体,用磁控溅射法制备出Au/TiN复合薄膜材料,研究了薄膜在大气环境中的滑动摩擦磨损性能。结果表明:该复合薄膜材料与9Cr18钢球构成的滑动摩擦副,在接触压力不大于1.0GPa条件下,摩擦系数小于0.15,摩擦次数超过3×105;在较宽的温度、湿度和磁场范围内,薄膜的摩擦磨损性能保持稳定。当接触压力增大至3.0GPa时,薄膜的摩擦系数增大,耐磨寿命减小。该薄膜可用于大气环境下长寿命低载荷精密摩擦副的润滑。     

表面微织构改善摩擦性能的研究进展

机械表界面行为和摩擦学密切相关,利用先进手段对摩擦副的表界面进行改性、改形和调控是目前的研究热点。表面微织构方法可以显著改善接触对表面摩擦特性。本文基于微织构的研究背景,论述了表面微织构加工方法、几何参数及其对摩擦性能的影响规律,阐述了微织构的减摩机理和应用,提出了后续的发展方向。