双层辉光离子渗金属技术的效果及应用

综述了双层辉光等离子单元渗技术、多元渗技术、复合渗技术的研究成果及主要应用实例。结果表明，双层辉光等离子渗金属技术能成倍提高零件表面的耐磨性或耐蚀性、抗氧化性，从而延长零件乃至整机的使用寿命，对节能、节材、保护环境以及降低机具运行成本发挥着重要作用。     

38CrMoAl钢循环等离子氮碳氧硫共渗工艺的研究

对38CrMoA l钢进行了常规等离子渗氮、循环等离子渗氮以及循环等离子氮碳氧硫共渗处理,研究这几种工艺对表面硬度、渗层组织、硬度梯度的影响。结果表明：循环等离子氮碳氧硫共渗有利于形成共渗元素进一步扩散的通道,加速共渗元素的渗入;综合表面硬度和渗层厚度,循环等离子氮碳氧硫共渗工艺明显优于常规等离子渗氮和循环等离子渗氮。     

常压等离子体表面渗扩技术研究

分析了现有等离子体渗扩技术的研究现状,提出了常压介质阻挡强放电等离子体渗扩技术的观念,说明了这种常压等离子体渗扩技术的原理和特点,并进行了一些理论分析和计算。设计了常压介质阻挡强放电等离子渗扩技术的试验装置,在此基础上进行了初步试验研究。结果表明了常压等离子体渗扩技术渗速快,突破了现有等离子渗扩技术的真空限制,有可能成为一种有前途的金属表面渗扩技术。     

等离子复合渗镀陶瓷层腐蚀磨损性能的研究

利用等离子渗金属技术、尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术，在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的新型复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层，并在此基础上用磁控溅射PVD沉积TiB2薄膜，对其耐蚀性、耐磨性进行了检测和分析。结果表明：由于等离子TiN复合渗镀层的均匀性、致密度高于PVD沉积TiB2薄膜，在1mol／LH2S04溶液中耐腐蚀性能是PVD沉积TiB2＋等离子TiN复合渗镀层11．7倍。TiB2／TiN复合渗镀层与碳钢基体直接PVD沉积TiB2相比硬度高达2600HV，膜层比较厚，表面光滑、平整薄膜覆盖，膜基结合力也很强，有很好的减磨耐膜性能。说明等离子渗金属技术制备的TiN渗镀复合层不仅具有优异的耐腐蚀性能同时对TiB2陶瓷有着强有力的支撑作用。     

铁基粉末冶金件双层辉光等离子Cr-Mo共渗研究

采用双层辉光等离子技术在对粉末冶金材料FN0205进行等离子烧结的同时在其表面进行Cr-Mo共渗处理.达到烧结效果的同时在试样表面得到合金渗层,渗层表面Cr含量达到10%左右,Mo含量达到5%左右.渗层厚度达到68 μm.合金渗层表面物相由Fe、Fe-Cr、Cr23C6、Cr7C3、Mo2C组成.渗层表面显微硬度达到7...     

等离子渗镀TiN/TiCN多涂层的力学和摩擦磨损性能

采用等离子渗镀复合处理技术在DC53模具钢表面制备出TiN/TiCN多层涂层,重点研究了等离子渗氮(PN)和等离子氮碳共渗(PNC)工艺对随后的电弧离子镀TiN/TiCN涂层的力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:经等离子渗氮和等离子氮碳共渗处理后,模具钢基体表面均形成Fe_3N和γ'-Fe_4N化合物。等离子渗氮(等离子氮碳共渗)-电弧离子镀复合处理工艺制备的TiN/TiCN多层涂层的硬度和结合强度明显优于单一的TiN/TiCN多层涂层样品。由于等离子氮碳共渗硬化层中存在较多的γ'-Fe_4N硬质相,有利于面心立方结构氮化物涂层外延生长,改善了涂层体系的承载能力,耐磨损性能得到显著提升。     

纯铜表面等离子渗钽层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能

目的 提高纯铜表面等离子渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.方法 采用双辉等离子表面合金化技术在纯铜表面制备渗钽层.通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钽层的微观形貌、元素分布和物相结构.利用纳米压入和表面划痕试验测量渗钽层的硬度和与基体的结合强度.通过摩擦磨损和电化学试验评价渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.结果...     

γ-TiAl合金表面辉光等离子渗Cr层的组织与性能

利用双层辉光等离子表面渗金属技术(DGPSAT)在γ-Tial合金表面进行等离子渗Cr处理,采用OM、SEM、EDS和XRD分析了渗Cr合金层的显微组织、化学成分及其相组成,并测试了其显微硬度分布和耐磨性.结果表明,γ-TiAl合金经双层辉光等离子渗Cr处理后,其表面形成以Al8Cr5、TiAl、Ti3Al、Cr等相组成的合金层,有效厚度约为35μm,渗层与基体结合牢固;渗Cr层组织成分及其横截面显微硬度由表及里均呈梯度分布;其摩擦磨损性能亦得到提高.     

Q235钢和QT450-10铸铁等离子扩渗防蚀耐磨工艺研究

利用等离子氮碳氧扩渗技术对Q235钢和QT450-10铸铁进行扩渗处理,获得既耐蚀又耐磨的扩渗层。采用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射(XRD)和扫描电镜/能谱(SEM/EDX)分析了渗层的微观形貌、硬度、相结构和成分。采用电化学测试和中性盐雾试验研究了渗层的耐蚀性。研究结果表明,等离子扩渗层由化合物层和扩散层组成;化合物层主要由ε相和Fe3O4相组成;表面硬度提高;电化学测试表明,渗层具有阳极钝化能力,耐蚀性提高;等离子扩渗后进行封闭处理,能产生协同效应,耐中性盐雾腐蚀性能大大提高。     

T10钢双辉等离子渗铬改性层的形成条件研究

用双辉等离子渗金属技术，在880～900℃温度下，对T10钢进行了表面渗铬试验；分析了渗铬改性层的表观形貌和相结构，测量了渗铬改性层的成分。结果表明，在880～900℃温度下，对T10钢进行双辉等离子渗铬，可得到铬沉积层、铬渗镀层等形式的渗铬改性层。通过调节工艺参数，可对渗铬改性层形式进行控制。     

等离子辉光TiN复合渗镀层结构与性能的研究

利用等离子渗金属技术、尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术，在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的新型复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层，并与等离子渗镀TiN，Ti层以及在碳钢基体表面直接用PVD法沉积TiN薄膜的表面形貌、结构、耐蚀性进行了检测和分析。结果表明：等离子渗镀的复合渗镀TiN／Ti层表面为均匀起伏的胞状物，Ti和N原子由表层呈梯度沿基体向内分布，属于冶金扩散层；用等离子渗金属技术等形成的复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层，其表面形貌是为均匀、致密、细小的组织，平均硬度达到2500HV0．1左右，渗镀层厚度达十几微米，TiN层择优取向为（200）晶面；而PVD法直接沉积TiN薄膜厚度较薄，晶粒以不规则形式分布在基体上。在0．5mol／L H2SO4溶液中腐蚀性能表明，复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层的耐蚀性较好。     

超硬高速钢的表面冶金工艺研究

利用双辉等离子渗金属技术在低合金钢20CrV2表面进行W-Mo-Co多元共渗及等离子渗碳复合处理，使合金层接近钴系超硬高速钢成分。研究了合金钢的表面冶金工艺和渗层组织状态、渗层成分分布以及渗金属工艺参数对渗层厚度和渗层成分分布的影响。结果表明，表层W、Mo、Co的含量（质量分数）可分别达到11％、6％、13％，渗层形成的主要相为α相、金属间化合物（μ相）以及三种合金碳化物。     

Cr12MoV钢的等离子渗氮的优化

Cr12MoV冷作模具钢的表面改性技术研究一直受到关注。本文采用双辉等离子体渗金属设备研究了等离子渗氮的工艺参数对渗氮层质量的影响。通过优化工艺参数实现了对Cr12MoV钢可靠渗氮,炉压500 Pa、渗氮温度500～550℃和保温4 h,渗层表面显微硬度最高达到1100 HV、渗层深度为0.15 mm。本研究拓展了双辉等离子渗金属设备的应用范围。     

钛及钛合金渗硼技术的发展

介绍了近年来研发的提高钛及钛合金表面硬度和耐磨性的渗硼方法,包括气体渗硼、液体渗硼、固体渗硼、膏剂渗硼和等离子渗硼等。讨论了上述渗硼方法所获得的渗层的显微结构和性能及其应用范围。比较了各种渗硼方法的特点。展望了钛合金渗硼技术的发展和应用前景。     

工模具的高频等离子化学热处理

研究工具钢高频等离子化学热处理的可能性,对提高工模具寿命有大的价值。利用无电极高频感应等离子加速装置镀渗薄膜的工作,已有文献报道。该方法如下:将欲镀渗材料于大气压下放入高频等离子加速装置的放电室,处于等离子流之中,材料在高温区被加热、蒸发,并以等离子流形式向基板输送。在一定条件下,蒸发产物冷凝并产生等离子化学反应,采用不同的雾化材料和等离子气体,可以获得各种成分的镀渗层。但是,由于存在镀渗     

双辉等离子渗铬T8钢碳迁移现象的分析

用双辉等离子渗铬技术，进行了880～900℃温度下的T8钢表面渗铬合金化研究；测量了渗铬层中Fe、Cr和C等元素的浓度分布，分析了渗铬合金化层形成过程中碳迁移行为。结果表明，对T8钢进行双辉等离子渗铬处理时，奥氏体中碳化学位下降引起的从基体向渗层的碳迁移是必然的，但通过控制工艺参数，由阴极溅射引起的表面脱碳是可以减轻的。     

TC4合金表面渗钼层在模拟油田介质中的耐蚀性

采用等离子表面合金化技术对TC4合金进行渗钼表面改性,使用光学显微镜,辉光光谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钼层的特征,借助电化学测试技术评价TC4合金和渗钼层在模拟油田介质中的耐蚀性。结果表明:渗钼层均匀、连续,渗层由钼的沉积层和扩散层组成;渗钼层的耐蚀性略低于TC4合金。     

Q195钢表面等离子铬-镍共渗的扩散机理分析

采用脉冲等离子辉光渗金属技术在Q195钢表面铬-镍共渗形成合金层,并对合金层的表面形貌、相结构及铬、镍含量进行分析。利用MATLAB软件拟合合金层铬、镍成分曲线,计算其扩散系数、扩散激活能以及表面空位浓度。结果表明:随着距离表面渗层深度的增加,各元素的扩散激活能增加,元素的扩散速度减慢,合金元素含量减少;相同条件下,等离子渗金属比一般的气体渗金属空位浓度高2～3个数量级。     

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。     

38CrMoAl钢钛催渗等离子氮化工艺研究

目的 探究38CrMoAl钢钛催渗等离子渗氮工艺及机理.方法 在其他工艺参数确定的情况下,通过常规等离子渗氮与钛催渗等离子渗氮处理对比试验,研究38CrMoAl钢钛催渗离子渗氮处理随渗氮时间的变化规律.对试样进行表面硬度、渗层深度检测和显微金相组织与SEM形貌的观察,探究不同处理工艺的催渗效果及钛催渗等离子渗氮的机理.结果 在渗氮的前3 h,渗氮层厚度增加明显,当渗氮时间超过3 h后,其氮化层的厚度便趋于饱和.对比不同时间(3、5、8 h)钛催渗等离子渗氮的表面硬度,差距不大.综合得出38CrMoAl钢在渗氮温度535℃、氨气流量2.0 L/min的工艺参数下,钛催渗等离子渗氮效率最优的渗氮时间为3 h,其表面硬度为1160.8HV,渗层深度为300μm,优于常规离子渗氮8 h的作用效果.结论 38CrMoAl钢试样经过钛催渗等离子渗氮后,渗层的表面硬度和深度明显高于常规离子渗氮.钛的加入可以促使合金元素向表面富集,有利于表面合金化,提升渗氮效率,增强渗氮效果.