离子氮化工艺的改进

本发明论述金属工件通过辉光放电进行离子氮化的工艺。离子氮化是硬化金属工件表面的一种方法,采用这一方法,工件受含氮气氛中由辉光放电所产生的氮离子的轰击而氮化。通常使用氮和氢的混合气作氮化介质,此时工件受氮离子、氢离子的轰击而被加热并从表面释放出 Fe 原子,Fe 原子和 N 原子反应生成 FeN。FeN 凝附于被离子轰击而净化了的工件表面,使氮势增高。通过这种机理,在金属工件上     

Ti6Al4V无氢离子氮化工艺研究

对Ti6Al4V进行以氮气为气源的无氢离子氮化工艺研究,氮化温度分别为700、750、800和900℃,保温时间4 h,通过金相检验、显微硬度测定和X射线衍射结构分析,研究了离子氮化温度等参数对渗层厚度、硬度和组织结构的影响规律。结果表明:温度是影响无氢离子氮化渗层厚度、硬度的主要因素,900℃的氮化层表面硬度达到897 HV,渗层厚度达到0.32 mm;氮化层由Ti2N(ε相)和TiN(δ相)组成。     

工模具钢离子多元共渗的研究

本文进行了三种离子多元共渗工艺的对比试验研究，探讨了添加稀土、硼对氯化的影响。研究结果表明，对离子轰击化学热处理过程，稀土同样具有活化、催渗的作用。加入稀土提高了离子氮化层的硬度并增加渗层厚度。对渗层表面氮浓度分析表明，以加硼、稀土离子氮化的试样表面氮浓度最高，而以纯氨离子氮化最低。离子探针分析证实了稀土、硼的渗入，并在渗层中形成了浓度梯度，俄歇电子能对材料表面杂质元素如硫、磷的分析表明，稀土促进了试样表面硫、磷的富集，这一方面净化基体的晶界，另一方面聚集在表面的氧、硫、磷在零件承受磨擦负荷的情况下，有润滑、减摩的作用。     

氮等离子焰纯钛表面氮化

利用改造TIG焊枪通入N2+Ar混合气体产生氮等离子焰,在大气中直接加热纯钛试件,使基体表面的Ti元素与等离子焰中的N元素相互作用形成氮化层.主要研究了氮化温度和氮化时间对纯钛表面氮化层组织及性能的影响规律,得到了较佳氮化工艺参数.采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等检测方法,分析了氮化层的形成机理、表面及截面微观形貌,并测试了表面显微硬度及耐磨性.结果表明,氮化层主要由TiN相组成,组织均匀、致密,与基体为良好的冶金结合,有效地改善了纯钛基体的耐磨性.     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源，以氮气、氢气混合气体作为工作气体，对工业纯钛进行表面渗氮处理，并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析。结果表明：在等离子束对试样进行15min的照射后即可在工业纯钛（TA2）表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层。     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源,以氮气、氢气混合气体作为工作气体,对工业纯钛进行表面渗氮处理,并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析.结果表明:在等离子束对试样进行15 min的照射后即可在工业纯钛(TA2)表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层.     

TA2纯钛表面激光气体氮化工艺研究

采用Nd:YAG激光器在氮气环境中对TA2纯钛进行激光气体氮化处理,研究了不同工艺下TA2纯钛表面激光气体氮化层的宏观形貌、物相组成、显微组织、硬度及摩擦磨损性能。结果表明,经过激光表面氮化处理后,氮化层与基体之间为冶金结合,氮化层的组织主要由细小的、枝晶状的Ti N构成。激光离散氮化可显著降低材料表面的摩擦系数,提高材料的耐磨性能,且氮化强化区域的分布越密集,摩擦系数值越小,耐磨性越好。激光离散氮化还可以提高加工效率,抑制裂纹的萌生。     

离子氮化中的物质传递

本文试图用经典的热力学方法分析发生在离子氮化过程中的物质传递问题,为此确定了过程中的表面边界条件。试验包括增重测量及氮浓度分布测量,在对已获数据进行了数值计算之后,估算了几种离子氮化过程中的氮物质传递速率。理论分析表明,离子氮化过程中的氮物质传递是由正向反应和逆向反应所确定的。正向反应包含各种离子与试样表面的相互作用,包括离子氮和中性氮,而逆向反应包含溅射和退氮。试验表明,在氮、氢混合气的离子氮化中,正向反应进行远比逆向反应要快,以至于后者对整个氮质量传递的贡献至少在氮化的早期阶段(即光亮氮化)可以被忽略。因而,在化合物层形成以前的离子氮化早期阶段氮的物质传递可以近似为一个由离子提供到零件表面的恒定的氮流。     

工模具钢离子多元共渗的研究

本文进行了三种离子多元共渗工艺的对比试验研究，探讨了添加稀土、硼对氮化的影响。研究结果表明．对离子轰击化学热处理过程，稀土同样再有活化、催渗的作用。加入稀上提商了离子氯化层的硬度并增加渗层厚度、对渗层表面氮浓度分析表明，以加硼、稀土离子氯化的试样表面氯浓度最高，而以纯氮离子氯化最低。离子探针分析证实了稀土、硼的渗入．并在渗层中形成了浓度梯度，俄歇电子能对材料袭面杂质元素如硫、磷的分析表明．稀土促进了试样表面硫、磷的富集，这一方面净化基本的品界．另方面聚集在表面的氧、硫、磷在零件承受磨擦负荷的情况下，有润滑、减摩的作用。     

《国外化学热处理》1980年总目录

二石月七之期别页码工艺无化合物层的高韧性氮化层的形成与结构曲轴离子软氮化处理的研究(日)研究(德)119曰1上八O八U八O︹0,上O自,曰9口八0 J4,一47 12 14 18 24 1 4 10 15 19241 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 33关于低AI一Cr氮化钢离子氮化的研究(日)铁和碳钢经离子轰击处理形成的渗硼层的结构研究(法)渗秘时捌扩散的特点(俄)用表面形变加氮化处理强化零件(俄)用空心阴极放电法物理气相沉积C rN和TIN(英)熔液成份对渗确述度的影响(俄)钢在感应加热时形成的硼化物层的显微组织和性能(俄)工具在盐浴中的化学热处理(俄)关于基体中…     

TiAl基合金的辉光离子渗氮试验

研究了TiAl基合金的辉光离子渗氮。渗氮气氛为NH3,渗氮温度分别为850℃、900℃、950℃,渗氮时间分别采用2h到12h不等。结果表明:TiAl基合金经辉光离子渗氮后,在表面形成由氮化物层和过渡层组成的氮化层,氮化层形成速度明显快于高温气体渗氮。采用NH3气氛、900℃×9h工艺参数时,渗层厚度可达12μm,渗层的显微硬度值可达1097HV0.1。     

汽车齿轮的表面改性及其组织性能研究

采用物理气相沉积和表面涂覆相结合的方法对汽车齿轮进行了表面改性处理,研究了离子氮化、离子氮化+TiN、离子氮化+TiAlN涂覆处理对汽车齿轮表面粗糙度、物相、截面硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,离子氮化+TiN和离子氮化+TiAlN处理后的表面粗糙度相比离子氮化层有明显改善。三种表面改性层的显微硬度都明显高于汽车齿轮基体,且离子氮化+TiN和离子氮化+TiAlN涂覆处理后的表层显微硬度远大于离子氮化层;离子氮化+TiN和离子氮化+TiAlN涂覆处理后的表层摩擦系数小于氮化处理表层,表面改性层耐磨效果从高至低依次为:离子氮化+TiAlN>离子氮化+TiN>离子氮化。     

搅拌摩擦加工1060纯铝的离子氮化研究

对经表面搅拌摩擦加工的1060纯铝进行不同温度下12h的离子氮化,通过金相分析、显微硬度测量和XRD检测,研究试样表层显微组织和性能的演变规律。结果表明:随离子氮化温度升高,试样不断发生再结晶晶粒长大。180℃离子氮化试样表面检测到较弱的AIN衍射峰,这是由于较低温度下试样未发生再结晶,搅拌摩擦加工形成的缺陷所造成的"快速扩散通道"作用促进离子氮化所致。300℃离子氮化试样表面未检测到AIN衍射峰,这是由于再结晶使"快速扩散通道"作用消失所致。450℃离子氮化试样表面检测到AIN衍射峰,这是由于高温下N离子扩散速度显著增大所致。最终导致试样显微硬度呈先降低后升高的趋势。     

离子软氮化、盐浴软氮化和气体软氮化处理钢的氮化层

本文对经离子软氮化和一般盐浴软氮化及气体软氮化处理后钢的氮化层的冶金特性作了比较。离子软氮化所形成的化合物层厚度大于其他两种软氮化处理者。化合物层的相结构受软氮化方法和钢种的影响。离子软氮化和气体软氮化所形成的化合物层较致密,而盐浴软氮化所形成的化合物层有疏松。经离子软氮化的钢与其他两种软氮化的钢具有相同的耐磨性。这三种软氮化处理都显著地改善了钢的耐磨性。     

预备热处理对30CrMnSiA钢氮化层组织和性能的影响

为了强化各种机器零件和工具,采用辉光离子氮化是很成功的。但是结构钢中不含铝,这就难以获得表面硬度高于HV600的氮化层。此外,通常调质后的低冲击韧度值(a_1<50焦耳/cm~2)也限制了氮化钢表面强化的性能。临界区间加热淬火,明显降低钢的脆断敏感性,同时,不均匀的组织结构可以影响氮化层的形成动力学和零件心部的性能。     

离子氮化对薄壁铸件铸渗WC、Cr硬质表层组织和性能的影响

研究了薄壁铸件WC、Cr硬质合金层在辉光离子氮化炉中的离子氮化处理工艺;探讨了氮化处理对铸渗层的组织与性能的影响;利用SEM研究了铸渗覆层的微观结构和元素分布,利用硬度计测量了铸渗覆层的硬度分布,利用金相显微镜研究了铸渗覆层的金相组织.结果表明,铸渗层经离子氮化处理后,在基体表面形成了弥散分布的尺寸很小的颗粒状氮化物相(如Fe4N、Fe2N等),表面硬度从710HV0.98提高到1100HV0.98左右,基体耐磨性能因此得以显著提高.由于铸渗层中已存在高硬度WC颗粒相的强化作用,所以复合层的硬度在离子氮化处理后没有明显改善.     

纯钛离子氮化层在人工唾液中的耐蚀性

用浸泡法和电化学法研究了纯钛（TA2）基体材料及其离子氮化层在人工唾液中的腐蚀行为。浸泡法研究表明,试样随着浸泡时间的延长而增重,而离子氮化层增重明显减缓,其腐蚀速率远小于TA2基材;电化学法研究表明,离子氮化层的自腐蚀电位较TA2基材提高,而腐蚀电流密度和腐蚀速度减小。由失重法和电化学法得出一致结论,离子氮化处理提高了TA2在人工唾液中的耐蚀性。     

开发耐用电子装置的氮化金材料

电子装置需要的高硬度耐用氮化金材料已经由英国NewcastleUponTyne大学开发研制出来,因此这种材料比目前使用的金合金更硬更耐用,可以用更薄的一层镀敷在产品上面,降低了加工成本。氮化金材料采用离子植入工艺技术,金被放入超高真空室里,用氩气清洗后加热,然后用溅射枪注入氮离     

高速钢切削刀具的离子氮化工艺研究

介绍了刀具的离子氮化工艺,同时调整氮化时气氛中的氨气和氢气的混合比例,获得了无化合物层的表面渗层组织,也就可以获得粗糙度值更小的产品。     

高速钢离子氮化无ε相组织的获得及其应用

由于高速工具钢含碳量高,因而在一般的离子氮化工艺参数条件下进行氮化处理会形成ε相。对于某些间歇式加工的工具(如大模数滚刀)来说,这种含有ε相的氮化组织的工具不能得到较好的效果。本文着重分析了高速钢离子氮化形成无ε相的纯扩散层氮化组织的工艺参数条件、组织特点,并通过现场应用,对提高大模数滚刀的使用寿命具有较好的效果。