强束流钽、碳离子双注入H13钢的研究

选用强碳化物形成元素钽作为金属蒸汽真空弧离子源(metal vapor vacuum arc，简称MEWA)的阴极，对H13钢进行了钽离子注入表面改性研究。对比了Ta、C离子单注入和Ta、C离子双注入的效果，测量了离子注入表面的成分，考察了注入表面的相结构。在相同的摩擦磨损试验条件下，测量了摩擦因数和磨损量，研究表明，和未注入Ta、C单离子注入相比，Ta、C离子双注入提高了H13钢的耐磨性并大幅度降低了其表面的摩擦因数。双注入区出现的弥散TaC相是耐磨性提高、摩擦因数降低的主要原因。在试验条件下，对H13钢单注入Ta时未发现TaC的形成。     

Ta离子注入Ti6Al4V合金耐磨性研究

用5种Ta离子注入剂量(1.2×1016、3×1016、1.5×1017、3×1017、4.5×1017 ions/cm2)对Ti6Al4V合金进行离子注入表面改性.采用纳米硬度计测量Ta离子注入前后Ti6Al4V合金表面硬度随压入深度的变化,利用多功能摩擦磨损试验机研究Ta离子注入前后Ti6Al4V合金材料的耐磨性,利用X射线衍射技术研究Ta离子注入前后Ti6Al4V合金表面的物相分布.结果表明,除Ta离子注入剂量为3×1017 ions/cm2外,Ta离子注入Ti6Al4V合金硬度有一定的提高;Ta离子注入Ti6Al4V合金摩擦系数降低;除Ta离子注入剂量为3×1017 ions/cm2外,Ta离子注入Ti6Al4V合金的耐磨损性能得到了改善.摩擦系数降低和硬度提高、Ta离子注入的固溶强化、单质Ta新相的弥散强化改善了Ti6Al4V合金的耐磨损性能.     

碳氮离子注入奥氏体不锈钢改性研究

用日立S-3000N型扫描电镜，原位纳米力学测试系统（TRIBOINDENTER），原位轮廓同步磨损试验机和CH1660A电化学工作站对离子注入奥氏体不锈钢的组织及耐磨性，耐腐蚀性进行了较深入的探讨，研究结果表明，离子注入可以在不降低甚至提高奥氏体不锈钢耐腐蚀性的情况下大大改善其耐磨性。     

40CrNiMo钢形变离子注入复合强化机理研究

对40CrNiMo钢施行形变离子注入复合强化处理工艺,通过对未处理件、形变强化处理件、离子注入件及形变与离子注入复合强化处理件的表面显微硬度、残余应力、摩擦磨损等性能的分析和比较,探讨形变离子注入的强化机理及最佳工艺参数。结果表明,经上述各种处理后,显微硬度和耐磨性均有所提高,其中形变与离子注入复合处理后的效果更为明显。分析表明,表层硬相化合物的形成及晶粒细化是材料表面耐磨性提高的主要原因,残余应力的增加提高了抗疲劳性。     

40CrNiMo钢形变离子注入复合强化机理研究

对40CrNiMo钢施行形变离子注入复合强化处理工艺,通过对未处理件、形变强化处理件、离子注入件及形变与离子注入复合强化处理件的表面显微硬度、残余应力、摩擦磨损等性能的分析和比较,探讨形变离子注入的强化机理及最佳工艺参数.结果表明,经上述各种处理后,显微硬度和耐磨性均有所提高,其中形变与离子注入复合处理后的效果更为明显.分析表明,表层硬相化合物的形成及晶粒细化是材料表面耐磨性提高的主要原因,残余应力的增加提高了抗疲劳性.     

N / Ti / Al 离子注入 304 不锈钢的耐磨性

目的研究N,Ti,Al离子注入对304不锈钢耐磨性的影响规律,为304不锈钢材料的改良提供参考。方法采用等离子注入技术,在不同剂量下对304不锈钢分别进行N,Ti,Al离子注入,对离子注入后的试样进行表面微观形貌观测、表面硬度测试、摩擦磨损性能测试,并与304不锈钢基材进行对比。结果 304不锈钢经3种离子注入后,均能获得平整、致密,没有裂纹,具有一定光洁度的表面组织,但是注入剂量增大会引起表面起泡现象,形成多孔形貌,光洁度降低。此外,3种离子注入均能提高304不锈钢的表面硬度,且高剂量注入试样的硬度比低剂量注入试样更高,相较而言,N离子注入使表面硬度的提高更明显。相比未注入基材,注N与注Ti表面层的摩擦系数均变小,注Al表面层的摩擦系数反而变大,但磨损量都明显降低。高剂量注N、注Al试样的耐磨性均高于低剂量注入试样,而高剂量注Ti试样的耐磨性低于低剂量注入试样,但仍好于注N、注Al试样。结论在相同实验条件与注入工艺下,N离子注入对表面硬度提高最显著(剂量为5.0×1017ions/cm2),约提高41%;Ti离子注入对耐磨性提高最显著(剂量为3.0×1017ions/cm2),约提高6倍。     

氮离子注入生物医用金属材料的表面性能研究

采用D/MAX-ⅢB型X射线衍射仪、X射线能谱仪、S-3000N型扫描电镜、HXD-1000TML/LCD数字式显微硬度计、CETR微观多功能磨损实验机和CHI660A电化学工作站对经N离子注入的316L奥氏体不锈钢和Ti6Al4V合金的组织、硬度、耐磨性和耐蚀性进行了研究。结果表明,316L奥氏体不锈钢和Ti6Al4V合金经离子注入后,注入层硬度提高,摩擦系数降低,耐磨性提高,抗腐蚀性增强;且离子注入后Ti6Al4V合金的综合性能明显优于316L不锈钢,钛合金注入N离子的剂量为3.4×1017ions/cm2时,注入层的硬度、耐磨性和耐蚀性综合性能最好。     

N^＋注入W18Cr4V钢磨损性能的研究

W18Cr4V高速钢是一种广泛应用的刀具钢,为进一步提高其使用寿命,应用CG-60型离子注入机对W18Cr4V高速钢进行了氮离子注入,得到一系列剂量的氮离子注入层,对注氮层的磨损性能进行研究。XRD分析表明,氮离子注入W18Cr4V钢在部分基体表层形成了CrN、ε-FeN和(Cr,Fe)2N1-x等相;表层显微硬度也有较大提高;磨损试验表明,氮离子的注入显著提高了高速钢基体的耐磨性。还对耐磨性提高的机理进行了讨论。     

N~+注入W18Cr4V钢磨损性能的研究

W18Cr4V高速钢是一种广泛应用的刀具钢,为进一步提高其使用寿命,应用CG－60 型离子注入机对W18Cr4V高速钢进行了氮离子注入,得到一系列剂量的氮离子注入层,对注 氮层的磨损性能进行研究。XRD分析表明,氮离子注入W18Cr4V钢在部分基体表层形成了CrN 、ε–FeN和（Cr,Fe）2N1-x等相;表层显微硬度也有较大提高;磨损试验表明,氮离子的 注入显著提高了高速钢基体的耐磨性。还对耐磨性提高的机理进行了讨论。     

非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层结构及性能EI北大核心CSCD

为提升硬质合金的硬度和耐磨性,改善其与金刚石涂层的结合强度,先用双辉等离子表面合金化技术在其表面制备Ta金属层,再用化学气相沉积法对Ta金属层进行碳化-沉积复合处理,制备出非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层。研究了源极与工件极电位差对金属层的影响以及复合涂层的结构与性能。结果表明:制备的金属层均由连续致密的胞状α-Ta组成;随电位差的增大,Ta金属层的显微硬度和结合强度均先升高后降低;电位差为240 V时,Ta金属层的显微硬度和结合力最高,分别达1151HV0.2和117 N;碳化-沉积后,涂层由表面离散分布的非连续金刚石颗粒和TaxC(TaC、Ta2C)组成,其显微硬度提高至基体的1.8倍,磨损率仅为基体的45%。非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层具有良好的结合性能,能有效提升硬质合金的硬度和耐磨性能。     

Ta离子注入对铝青铜耐磨性能的影响

采用俄歇电子能谱仪分析Ta离子注入铝青铜合金的Ta、Cu和Al元素分布,利用显微硬度仪测量注入Ta离子铝青铜的显微硬度,用摩擦磨损试验机分析QA19-4铝青铜的摩擦系数和磨损质量损失.结果表明:随Ta离子注入剂量的增加,铝青铜中的Ta原子浓度升高,离子注入深度超过100 nm,显微硬度显著增高,在距合金表面约60 nm深处硬度达到最大值;铝青铜的摩擦系数显著降低,单位时间内磨损质量损失显著减小,因此明显提高了舒j青铜的耐磨性能.     

THE IMPROVEMENT IN FRICTION AND WEAR RESISTANCE FOR Ta and Ta+C IMPLANTED Cr12 STEEL

1.IntroductionDuringthepasttwodecadestherehasbeensignificalltprogressinthefieldofsurfacetreatmentforreducingwearincoolextrusiondiesteel.Metalionimplantationhasseveraldistinctadvantagesoverothertechniquesforthesurfacemodificationofmaterials.FOrmodifyingwearresistancesofmetals,thesignificanteffectsusuallyinvolvehighdoseionimplantation.Themajorlimitationofimplantationwithmetallicionshasbeenthelongprocessingtimeduetosmallbeamcurrefltofconventionalimplanters.Metalvaporvacuumarc(MEVVA)ionsourceca…     

40Cr钢氮气/甲烷离子氮碳共渗后的组织和耐磨性

用金相显微镜和X射线衍射仪研究了40Cr钢经氮气／甲烷离子氮碳共渗后的显微组织和微观结构。在HQ-1型摩擦磨损试验机上进行了耐磨性试验，并与普通氨气离子渗氮结果进行比较。结果表明：40Cr钢经氮气／甲烷离子氮碳共渗处理后，表层获得了由Fe3C和Fe3N组成的化合物层，摩擦系数降低，失重减少，明显提高了40Cr钢的耐磨性能,磨损痕迹只有轻微擦伤。     

304奥氏体不锈钢氮离子注入层的组织与性能研究

对具有抗磁性的304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,以提高其硬度和耐磨性.研究了奥氏体不锈钢渗氮前后的金相组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等,并与常用高硬度、高耐磨性GCr15钢进行了对比.结果表明:304奥氏体不锈钢通过一定时间的离子渗氮后,依然具有很好的抗磁性能,且表层硬度约为基体硬度的6倍,耐磨性能大大提高,其性能...     

盐浴氮碳共渗对65Mn弹簧钢耐磨性的影响

目的探究一种可以显著提高65Mn弹簧钢耐磨性能的工艺,以满足其在高磨损环境下的使用性能要求。方法通过正交试验对65Mn进行QPQ处理,利用金相组织观察、SEM扫描及能谱分析、磨粒磨损等手段,探究不同氮碳共渗温度、共渗时间、氧化温度和氧化时间对试样显微组织结构及耐磨性能的影响,优化出常规QPQ和深层QPQ处理方案。结果经过QPQ处理的试样,渗层组织由外向内为氧化物层、疏松层、化合物层和扩散层。经深层QPQ处理的试样,在化合物层和扩散层中间有一层含氮奥氏体层。氧化物层的主要物相是Fe_3O_4,化合物层的主要物相是Fe_3N。QPQ处理后的试样经面扫描后,C、N、O元素分布有一定规律,其中C元素集中分布在试样表面,N元素主要集中在致密化合物层,O元素主要集中在样品表层和疏松空洞之中。结论深层QPQ工艺为640℃共渗2 h、350℃氧化40 min时,试样氧化层厚度达到15μm,化合物层厚30μm,奥氏体层厚10μm。深层QPQ处理后的65Mn的耐磨性能优异,磨损率达到0.166 mg/m。     

Ti6Al4V合金表面离子注入N+C,Ti+N和Ti+C性能研究

采用等离子体基离子注入的方法在Ti6Al4V合金表面分别注入N+C、Ti+N和Ti+C元素,注入剂量均为2×1017 ions/cm2,N+C和Ti+N元素的注入负脉冲偏压为-50 kV,Ti+C元素的注入电压分别为-20 kV、-35 kV和-50 kV。通过X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）对注入层进行了微观结构分析,结果表明：Ti+C注入层中存在TiC和Ti-O,Ti+N注入层中存在TiN和Ti-O键。采用纳米压痕仪和球盘磨损试验机对注入层的硬度和摩擦学性能进行了研究。结果表明：在相同注入电压下,Ti+C注入层的硬度最高,其次是Ti+N注入层,N+C注入层的硬度最低;Ti+C 注入层的硬度随着注入电压的增大而增大,最大硬度为11.2GPa。50kV注入层Ti+C具有最低的比磨损率,其值为6.7×10-5mm3/N.m,比磨损率较未处理Ti6Al4V基体下降了1 个数量级以上,表现出优异的耐磨损性能。     

低温离子氮碳共渗温度对AerMet100钢摩擦学性能的影响

研究了不同温度对AerMet100钢渗氮层和氮碳共渗层的显微组织、表面硬度、渗层截面硬度梯度以及耐磨性的影响,并考察了渗层的磨损机理。结果表明,氮碳共渗层相较于渗氮层表面生成的化合物更加细小,表面更加平整光滑;离子渗氮、离子氮碳共渗处理都可显著提高AerMet100钢的表面硬度;随着温度的增加,共渗层厚度也明显增加;氮碳共渗层比渗氮层具有更低的摩擦因数,在共渗温度为480 ℃时氮碳共渗试样具有最低摩擦因数和磨损率,表现出最佳的耐磨性。渗氮层的磨损机理为氧化磨损和表面疲劳磨损,氮碳共渗层的磨损机理为氧化磨损、磨粒磨损以及表面疲劳磨损。