45钢双层辉光离子渗Cr-C工艺的研究

在45钢表面利用双层辉光离子渗铬和双层辉光离子渗碳技术，形成高碳化物含量的合金层，对该合金化渗层进行淬火、回火及耐磨性的对比试验。结果表明，在本试验的工艺条件下，渗铬层可达数百微米以上；渗Cr-C＋淬火回火后，渗层碳化物细小、弥散、均匀，渗层耐磨性达到了淬火回火GCr15钢的7．8倍。     

Q235钢双层辉光离子表面冶金超高铬高碳合金层的研究

利用双层辉光离子渗铬和渗碳技术,在Q235钢表面形成超高铬高碳合金层,随后进行了淬火、回火及耐磨性的对比试验,对其合金层的形态、组织、成分及发生的相变、碳化物类型进行了研究.结果表明,在本试验条件下,渗铬层深可达数百微米以上,采用双层辉光离子渗碳新工艺,渗入速度比一般离子渗碳快约10%,碳化物细小、弥散、均匀.用体视金相法估计,碳化物总百分比约占40%以上,耐磨性明显高于GCr15钢的淬火件.     

Q235钢双层辉光等离子Mo-Cr共渗及其热处理工艺研究

对比研究了Q235钢进行双层辉光等离子Mo—Cr共渗和不同热处理工艺处理的表面层组织和性能。结果表明：Q235钢等离子Mo—Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋回火的试样,表面渗层组织结构细小,碳化物分布弥散,尺寸小于1μm,表面硬度达到1600HV。摩擦磨损试验表明：Q235钢经过渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo—Cr共渗＋离子渗氮、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋低温回火处理的试样的相对耐磨性分别为：1,1．32,1．6和2．74。     

表面高Cr高C合金层摩擦性能的研究

介绍一种Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr方法,表面Cr含量达到40%左右.然后进行超饱和渗C,形成高Cr高C表面合金化层.表面含碳量达到2.7%左右,超过平衡碳计算值.随后进行淬火 低温回火热处理,使表面合金层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散碳化物组织,没有共晶莱氏体.经X射线衍射分析,合金化层碳化物类型为M23C6、M7C3,尺寸1～2 μm,表面硬度达到1200HV左右.将双层辉光离子渗Cr 渗C淬火试样,进行摩擦因数和耐磨性能试验,结果表明,高Cr高C合金化层的平均摩擦因数为0.11,相对耐磨性是Q235钢渗C淬火试样的1.83倍.     

表面高铬高碳合金层耐蚀性能的研究

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗铬,表面铬含量约为40%。然后进行超饱和渗碳,表面含碳量达到2.7%左右,超过平衡碳计算值。随后进行淬火+低温回火热处理,使表面合金层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散碳化物组织,没有共晶莱氏体。经X射线衍射分析,合金化层碳化物类型为M23C6、M7C3,尺寸1~2μm,表面硬度达到1200HV左右。将双层辉光离子渗铬+渗碳淬火试样,在10%硫酸、3.5%NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5~8g/L,NH3.H2O 20g/L)中,进行电化学腐蚀试验。结果表明,渗铬试样在10%硫酸、3.5%氯化钠水溶液和硫化氢富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样分别提高了2.35、3.10、2.14倍。     

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.     

钢的辉光离子渗铬研究

利用辉光离子渗氮炉进行离子渗铬。研究了１０、Ｑ２３５、４５、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２钢离子渗铬层的组织和结构，渗层生长动力学，渗铬温度对渗层厚度的影响，钢的含碳量对渗层及碳化物层厚度的影响，钢的含碳量、辉光放电对渗层铬浓度分布的影响并对渗铬后钢件表面应力进行了测定。结果表明辉光离子渗铬可获得良好的渗层组织并明显加速渗铬过程。     

Q235钢低温渗铬及渗氮复合工艺的研究

采用双层辉光离子渗铬与随后的离子渗氮工艺相结合,在Q235钢表面分别进行渗铬＋渗氮、渗氮＋渗铬＋渗氮以及渗氮＋渗铬复合工艺处理;考察不同工艺条件下渗层的组织及性能。结果表明：前两种工艺表面均出现离子氮化白亮层（ε相）;三种工艺渗层主要相组成为：铁一铬固溶体（Fe-Cr）、铁的碳化物（Fe3C）和氮化物（Fe3N）、铬氮化合物（Cr2N）及少量的铬碳化合物（Cr23C6）。在本实验条件下,渗铬＋渗氮的渗层表面显微硬度最高,达到760HV,耐磨性最好,强化效果最明显。     

碳钢表面等离子高Cr合金层耐蚀性能的研究

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr，表面Cr含量约为40％，渗层厚度近50 μm；然后进行超饱和渗碳，表面含C量达到2.7％左右，超过Fe-Cr-C平衡碳计算值0.3％.随后进行淬火＋低温回火处理，经X射线衍射分析，合金化层碳化物类型为M23C6、M7C3.将双层辉光离子渗Cr＋渗碳淬火试样，在10％H2SO4、3.5％NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8 g/L，NH3·H2O 20 g/L)中，进行电化学腐蚀试验.结果表明，渗Cr试样在10％H2SO4、3.5％NaCl水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样，分别提高了2.35、3.10、2.14倍.     

表面冶金高速钢组织的研究

研究了20钢经辉光离子W-Mo共渗,再经渗碳后,形成的表面冶金高速钢组织,并测试了淬火、回火后的硬度及红硬性,结果表明,此种表面冶金高速钢无碳化物偏析,其硬度及红硬性基本达到M2高速钢水平。     

γ-TiAl合金表面辉光等离子Ni-Cr共渗层的组织与性能

采用双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl合金表面进行Ni-Cr共渗处理,形成均匀致密的Ni-Cr合金层,通过SEM、EDS、XRD等对其渗层显微组织、化学成分和相结构进行分析,并测试了合金层的显微硬度及耐磨性。结果表明,合金层有效渗层厚度为25μm,主要由Cr2 Ti、AlTi、Cr、NiTi2、Cr1.75 Ni0.25 Ti等相组成;合金层中合金元素Cr和Ni由表及里呈梯度分布,合金层与基体结合牢固;合金层的显微硬度、动态硬度及摩擦磨损性能显著高于基体。     

Surface alloying of Cu with Ti by double glow discharge process

The surface of pure copper alloyed with Ti using double glow discharge process was investigated. The morphology, structure and forming mechanism of the Cu-Ti alloying layer were analyzed. The microhardness and wear resistance of the Cu-Ti alloying layer were measured, and compared with those of pure copper. The results in-dicate that the surface of copper activated by Ar and Ti ions bombardment is favorable to absorption and diffusion of Ti element. In current experimental temperature, as the Ti content increases, the liquid phase occurs between the deposited layer and diffused layer, which makes the Ti ions and atoms easy to dissolve and the thickness of Cu-Ti al-loying layer increase rapidly. After cooling, the structure of the alloying layer is composed of CuTi, Cu4Ti and Cu(Ti) solid solution. The solid solution strengthening and precipitation strengthening effects of Ti result in high surface hardness and wear resistance.     

TC4合金等离子钼基合金化改性层摩擦磨损性能研究

利用双层辉光等离子渗金属技术在Ti6Al4V(TC4)上制备钼基改性层以提高材料的摩擦磨损性能。对改性层的组织结构元素分布和显微硬度进行了测试,并采用球-盘滑动磨损试验机对渗层进行摩擦磨损性能测试。结果表明:Ti6Al4V合金表面经过渗Mo、W-Mo及W-Mo-N共渗都可以形成致密、均匀的表面合金改性层;通过三种表面改性后,钛合金的表面硬度都有不同程度提高,其中W-Mo-N共渗表面硬度提高最大,达1504 HV。在较短滑动距离内,渗钼改性层摩擦系数最小,W-Mo-N共渗次之,W-Mo共渗最大。随着摩擦的深入,渗钼改性层摩擦系数很快升高,超过W-Mo改性层。渗钼改性层磨损表现为磨粒磨损和粘着磨损,W-Mo和W-Mo-N共渗都降低了材料的粘着现象,W-Mo-N共渗最为显著。     

等离子表面钨钼稀土(钇)合金强化层滑动磨损性能

通过在Q235钢表面渗入钨、钼、钇和碳的表面合金化,并进行淬火和回火以强化表面合金层的性能。利用M200滑动磨损实验机进行滑动磨损性能研究进行对比。结果表明:钇的加入可以促进渗层形成足够多的碳化物核心,为碳化物弥散析出创造良好的条件。表面钨钼稀土合金层、表面钨钼合金层、T10钢、M2高速钢(均进行了淬火+回火的强化处理,下称强化处理)的平均摩擦系数分别为:0.30、0.47、0.57、0.31;表面稀土合金层经强化处理后耐磨性能最好;在干滑动磨损条件下,表面稀土合金强化层的滑动磨损失效形式主要是粘着磨损;加入钇后,试样的摩擦系数降低,显示出优异的耐磨性及良好的减摩性能。     

Ti6Al4V钛合金表面双层辉光等离子W-Mo共渗及其腐蚀磨损性能研究

为了改善TC4的腐蚀磨损性能,采用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti6Al4V钛合金进行W-Mo共渗,并对其腐蚀磨损性能进行研究。结果表明:在Ti6Al4V钛合金表面W-Mo共渗可形成均匀的、由沉积层和扩散层构成的W-Mo改性层;该改性层与Ti6Al4V钛合金基体相比,在空气中,5%H2SO4(质量分数)溶液和5%NaCl(质量分数)溶液中的摩擦系数均有所降低,磨损形貌得到改善,在5%H2SO4和5%NaCl溶液中的磨损量更是显著减小。结果表明,在Ti6Al4V钛合金表面W-Mo共渗可显著提高其耐腐蚀磨损性能。     

双辉等离子渗钽对TiAlN/Ta复合涂层结构和性能的影响

采用Ta层作为过渡层,通过双辉等离子渗金属（DGPSA）与射频磁控溅射（RFMS）辅助直流脉冲磁控溅射技术（DCPMS）制备TiAlN/Ta复合涂层。借助掠入射XRD、SEM、AFM、纳米压痕、划痕以及摩擦磨损测试了不同工艺制备的Ta过渡层对复合涂层的相结构、表面（截面）形貌、硬度、结合力、韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiAlN复合涂层在高偏压作用下结构致密,RFMS技术制备的Ta过渡层为柱状晶结构,复合涂层表面粗糙度较小,硬度较大而磨损稳定性和耐磨性较差;而DGPSA技术制备的Ta过渡层为纳米晶结构,复合涂层表面粗糙度较大,硬度降低但磨损稳定性与耐磨性都增强。对比发现,通过DGPSA技术制备Ta过渡层使得TiAlN/Ta复合涂层的结合力与韧性大幅度提高。     

双辉等离子渗铬与高碳钢淬火的耐磨性比较

目的研究相变点下双辉等离子渗铬的渗层在磨粒磨损条件下的耐磨性能。方法采用低温双辉等离子渗金属技术,在高碳钢表面直接形成高硬度渗层,比较研究T10钢整体淬火+低温回火(以下简称T10钢淬火)与调质态T10钢经550℃×8 h预先离子氮化再经560℃×4 h双辉等离子渗铬(以下简称T10钢低温渗铬)的耐磨粒磨损性能。结果在400#砂纸摩擦磨损条件下,T10钢淬火的磨损质量损失面积比率为3.5669×10~(-5)g/mm~2,远小于T10钢低温渗铬(2.9936×10~(-4)g/mm~2),其耐磨性是T10钢低温渗铬的近7倍;在2000#砂纸摩擦磨损条件下,T10钢低温渗铬的磨损质量损失面积比率为6.3694×10~(-6)g/mm~2,小于T10钢整体淬火(1.2739×10-5g/mm~2),其渗层耐磨性约为T10钢整体淬火的2倍。结论低温双辉等离子渗铬的渗层适用于小磨粒状态下的摩擦环境,磨粒的尺度应小于或与渗层的厚度相当。     

双辉多元共渗与电刷镀复合表面耐蚀渗镀层的研究

在20钢表面电刷镀快速Ni层作为过渡层，然后采用双层辉光离子技术将Ni-Cr-Mo-Cu合金进行多元共渗，对形成的复合镀层在5%HCl溶液中进行了电化学腐蚀性能测试，利用XRD，扫描电镀以及EDX对渗层的组织结构和合金元素及碳元素在渗层中的分布进行了分析，结果表明；预先刷镀快速Ni镀层再进行双层辉光多元渗Ni-Cr-Mo-Cu的复合渗镀层的耐蚀性能明显优于双辉多元渗Ni-Cr-Mo-Cu以及单独电刷镀Ni镀层的耐蚀性能，分析认为，由于双辉多元共渗中的温度效应，使层复合渗镀层具有较好的耐蚀性能。