离子氮碳共渗与离子镀TiN复合处理研究

通过离子氮碳共渗与离子镀硬质膜复合处理在低合金钢基体表面上形成较厚的强化层,可使表面硬度达到２２００ＨＶ０．１以上。耐磨性比单一渗氮处理有很大改善,硬质膜与基体结合力用划痕临界载荷（Ｌｅ）表示达到６０Ｎ以上。     

钢领表面电弧离子镀TiAlCN薄膜

在低温(145℃)条件下,采用真空电弧离子镀技术在GCr15钢领表面制备TiAlCN薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、附着力测试仪和显微硬度计分析测试薄膜形貌和性质。结果表明,负偏压较小,液滴尺寸大;负偏压过高,液滴脱落后留下很多凹坑,薄膜组织性能恶化。随着弧电流的增大,液滴发生细化。当弧电流为50A、负偏压为-100V和镀膜时间为50min时,薄膜的均匀性和致密性好,薄膜表面的液滴分布均匀且尺寸小,液滴最大尺寸小于2μm,膜层平均厚度为2.2μm,膜层中有Fe0.975Ti0.025(110)、Ti2N(112)和AlTi3(CN)0.6等多种物质的存在,改善了膜层的组织结构,薄膜的附着力达到最大值39.8N,薄膜的硬度达到最大值1 776HV0.01,显著提高了钢领的表面硬度。     

表面处理的发展概况—离子渗镀金属技术

工业技术的发展，使制；医工业产品所需的材料品种日益繁多，多种特：殊合金材料由于要适应高强度、高硬度和耐磨、耐高温；、耐酸碱腐蚀等不同要求而被开发出来。但是这些合金材料的价格往往比普通钢材高得多因此长期以来人们做出种种努力试图减少产品对高性能合金材料的用量。对普通金属材料的表面实施电镀覆盖、橡塑覆盖、浸涂、刷涂和喷涂保护以及阴极保护等表面处理技术可以提高材料适应复杂工作环境的能力和使用寿命，从而减少合金材料的用量。上述各种表面处理技术并不涉及改变金属本体的性质，它们在各自的领域中还在不断改进和发展…     

复合镀渗MoS2薄膜及其组织性能分析

采用多弧离子镀及低温离子渗硫相结合的复合镀渗工艺,在45钢基体上制备了二硫化钼固体润滑薄膜。用AFM、SEM观察了薄膜表面及截面形貌．用XRD及XPS分析了薄膜相结构及表面化合价态,摩擦试验结果导,示该薄膜具有优异的摩擦学性能,复合镀渗工艺为原位合成二硫化钼固体润滑薄膜提供了一种新方法。     

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。     

固溶渗氮与盐浴渗铬复合处理渗层的组织与性能

研究了45钢氯系盐浴渗铬工艺与固溶渗氮预处理对盐浴渗铬试样耐蚀性的影响.结果表明,采用CaCl2-NaCl-NaF为基盐,以铬粉、铬盐和铬的氧化物为供铬剂,经850 ℃×6 h盐浴渗铬,可在试样表面获得20～30 mm厚的致密渗铬层.表层硬度1400～1700 HV0.3,渗铬样表层铬浓度为65%～90%.X射线衍射分析表明渗铬表层主要由Cr-Fe固溶体、铬的碳化物和少量氧化物组成.阳极极化曲线的测定分析表明,所有盐浴渗铬试样的耐蚀性普遍优于304不锈钢.其中固溶渗氮+盐浴渗铬复合处理试样的渗层钝化电流为(3.2～5.3)×10-5 mA/cm2,远低于不锈钢和单一盐浴渗铬试样.     

Q235钢的离子氮碳共渗-低温盐浴渗铬复合处理

研究了Ｑ２３５钢的离子氮碳共渗－低温盐浴渗铬工艺,。试验表明,Ｑ２３５钢经离子氮碳共渗－低温盐浴渗铬复合处理后,表层可获得氮碳铬化合物和氮碳为化合物的复合渗层。该复合渗层具有较高的硬度,并且明显提高Ｑ２３５钢的耐蚀性。     

高速钢多元共渗强化层的性能研究

对W9M03Cr4V钢进行多元共渗化学热处理,采用显微硬度计和光学显微镜测量强化层的硬度和厚度,采用扫描电子显微镜观察强化层的表面彤貌,采用X射线衍射仪分析强化层的相结构,采用高温摩擦磨损试验仪对强化层的磨损性能进行研究.结果表明,经多元共渗处理后,W9M03Cr4V钢的表面强化层厚约100 μm,显微硬度大于1175HV.强化层主要以氧化物、硫化物和氮化物、硼化物为主,由表面氧化疏松层、次表面致密化合物层和扩散过渡层组成.相对于原始材料,强化层硬度显著提高,从而提高了材料干摩擦条件下的耐磨性.     

多元离子复合渗镀表面改性与钎焊设备的研制

多元离子复合渗镀设备是由炉体、辉光电源、电弧电源、水冷系统、真空系统和监测系统六部分组成;复合靶是由多种金属材料组成,其中包括钛、铜、镍、银、铝等,依据工件材料选定.陶瓷或金属表面复合渗镀的以及钎焊的工艺参数,如工作气压、辉光电压、电弧电流、渗镀时间、复合靶与工件之间的距离、焊接温度和保温时间等,对表面合金化和钎焊造成影响.本装置可以用于陶瓷及金属的表面合金化及其真空钎焊连接.     

氧化温度对Fe＋Cr改性多元膜氧化行为的影响

对Fe Cr改性多元氮化物薄膜，即（TiFeCr)N多元膜的高温氧化行为进行了研究，结果表明：（1）这种多元膜膜在600℃以上温度下的氧化增重均低于TiN膜，加热至600℃膜层仍保持良好的光泽，加热至800℃膜层仍保持完整，没有类似TiN膜的局部脱落现象，这种多元膜具有优于TiN的抗高温氧化性能；（2）600℃氧化1h后，X射线衍射（XRD）谱上没有出现类似于TiN场合下出现的氧化铜的谱线。说明这种多元膜可以有效地抑制铜基体的氧化，具有优于TiN膜的保护性能。     

C含量对电弧离子镀TiAlC_xN_(1-x)(x=0,0.18,0.41,0.49,0.69)薄膜性能的影响

在GCr15轴承钢基体上,利用多弧离子镀技术低温(175℃)沉积TiAl CN涂层。利用SEM、EPMA、XRD、附着力测试仪、纳米压痕仪和UMT-2高温摩擦磨损测试仪研究薄膜性质。结果表明,涂层表面光滑平整、均匀致密且无明显孔洞。涂层表面存在一定数量的液滴颗粒,薄膜厚度约为2μm。在涂层中,发现了晶体结构为fcc-Ti N结构,薄膜的晶粒大小为10~30 nm;随着薄膜中C元素的加入,XRD谱中(Ti0.5,Al0.5)N峰出现了宽化;在Ti Al N中引入C,附着力下降,随着涂层中C含量的增加,薄膜中的Al和Ti比例未发生明显变化,附着力略微增加,但硬度和弹性模量先增加后减小,摩擦系数一直减小。     

电弧离子镀基体沉积温度计算

较详细地考察了电弧离子镀时影响基体沉积温度的因素及影响程度,应用能量平衡原理建立了计算基体沉积温度的数学模型。采用该计算模型分析了基体材质、形状与电弧离子镀膜工艺参数改变时基体温度的变化,经实验验证,模型计算与实验数据基本吻合。     

多弧离子沉积（TiFeCr）N多元膜

研究了多弧离子沉积（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的性能,并与同一设备下沉积ＴｉＮ膜的性能进行比较。结果表明,（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的力学性能和耐蚀性能均优于ＴｉＮ膜。定量金相分析结果表明,（ＴｉＦｅＣｒ）Ｎ多元膜的孔隙度比ＴｉＮ膜低得多。文中对多元膜的强化机理进行了讨论,认为孔隙度降低是使多元膜性能大幅度提高的主要原因。     

柱状弧源多弧离子镀膜机

文章介绍新型柱状阴极电弧源多弧离子镀膜机的结构特点和镀氮化钛涂层的效果。     

提高离子镀涂层质量的途径

针对多弧离子镀涂层“大颗粒”问题作了探讨,并提出两种解决措施.经实验验证,两种方法都可有效消除大颗粒,获得优质涂层.     

基体材料对TiN薄膜表面液滴及薄膜结合力的影响

采用真空阴极电弧离子镀技术分别在4Cr5 MoSiV1(H13)模具钢、Cr18Ni9Ti(304)不锈钢、YG6硬质合金、Ti6Al4V(TC4)钛合金4种基体表面沉积TiN薄膜.利用扫描电镜(SEM)对薄膜表面液滴进行观察分析,通过划痕仪对薄膜的膜/基结合力进行表征.结果表明:基体材料不同,TiN薄膜上液滴的密度、尺寸存在明显的区别.其中,镀膜后H13钢和304不锈钢表面的液滴数量最多,YG6硬质合金次之,TC4钛合金最少;薄膜的膜/基结合强度依次为YG6硬质合金＞H13钢＞304不锈钢＞TC4钛合金.     

负偏压在电弧离子镀沉积TiN／TiCN多层薄膜中的作用

用电弧离子镀方法在高速钢、不锈钢与铜基体上沉积合成Ti/TiCN多层薄膜,在其他参数不变的情况下只改变负偏压,着重考察不同负偏压下薄膜的沉积深度、膜基结合强度、显微硬度以及表面形貌等,研究基体负偏压在沉积多层薄膜中所起的作用。结果表明,负偏压影响沉积温度,负偏压值越大,温度越高;负偏压值增大,表面形貌中的大颗粒数量减少,薄膜质量得到改善;负偏压在－300V左右时,膜基结合强度与硬度出现对应最佳性能点的峰值。     

脉冲偏压对电弧离子镀TiCN薄膜组织结构的影响

目的改善TiCN薄膜的组织结构,进一步提高其硬度与结合力。方法采用电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压的幅值,制备一系列的TiCN薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面和截面形貌,采用X射线衍射(XRD)对薄膜进行物相分析,用X射线光电子谱(XPS)表征元素的化学状态,通过能谱仪(EDS)分析薄膜的成分。采用显微维氏硬度计测量薄膜硬度,使用3D轮廓仪测量薄膜厚度,利用多功能材料表面性能试验仪进行划痕测试。结果偏压对薄膜的硬度、结合力、组织结构和沉积速度都有影响。随着脉冲偏压的提高,TiCN薄膜晶粒逐渐细化,沉积速率、结合力有先增大后减小的趋势,TiCN薄膜的硬度保持线性提高。偏压为-200 V时,TiCN薄膜出现C_3N_4新相,此时薄膜的硬度和结合力都大幅度提高,表面形貌发生突变,液滴最多。偏压为-250 V时,TiCN薄膜综合性能最好,并且表面的液滴明显减少,此时硬度值为4017HV,结合力为51 N。结论偏压对组织结构及碳元素在薄膜中的存在形式有一定影响,适当地改变脉冲偏压可以使TiCN薄膜的显微组织更加致密,同时,形成的弥散硬化相使薄膜具备较高的硬度和膜基结合强度。