H13钢铝合金压铸模的离子氮化

采用加氩渗氮和无氩渗氮两种离子渗氮方法,对用作铝合金压铸模材料的H13钢的热疲劳性能进行了比较.结果发现,无氩渗氮的化合物层对H13钢的热疲劳性能具有双重影响,一方面能推迟热疲劳裂纹的萌生,阻止热裂纹向基体内部扩展,另一方面表面裂纹直、宽、多,易于剥落并扩展快,因此,采用含化合物层的离子氮化处理H13钢铝合金压铸模应该慎重.     

铸造H13钢的离子氮化、离子软氮化及其对热疲劳性能的影响

试验了用于铝合金铸模的铸造H13钢的离子氮化和离子软氮化以及渗层的热稳定性。用开缺口的试样试验比较了经与未经离子渗的热疲劳抗力,热循环条件为700℃(?)25℃,盐浴加热,水冷却。结果表明,经表面离子渗后由于提高了村料表面的回火抗力所以对抵制热疲劳裂纹的萌生有贡献。但表面渗层有一定厚度化合物层时裂纹的扩展迅速而产生龟裂,只有兼顾渗层的强度、硬度和塑性才能最终提高模具材料的热疲劳抗力。     

氨的预处理对离子氮化速度和组织的影响

采用金相组织分析、显微硬度测试以及普通辉光离子氮化炉等和设备,研究经不同方式预处理的氨气对离子氮化速度和氮化层组织的影响。结果表明,氨气经预处理后,离子氮化的速度和组织均有明显的改变,尤其是采用过滤加上预分解的氨进行氮化处理效果最好。     

离子渗氮对Cr12MoV表面CrNiTiN镀层耐磨性和表面能的影响

在经过离子渗氮(PN)处理的冷作模具钢Cr12MoV基体上,采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀法制备CrNiTiN镀层,与未渗氮的试样进行了膜/基结合力、耐磨性和表面能的对比。研究表明,CrNiTiN膜层具有较低的表面能,但是膜层和基体的结合力较差。Cr12MoV钢经离子氮化后,CrNiTiN膜层与氮化层间结合紧密,提高了膜与基体的承载能力;离子氮化处理使膜层的摩擦系数和磨损率明显降低;离子氮化会提高CrNiTiN膜层总表面能,但不会影响表面的抗粘性能。     

铬过渡层对氮化铬/镁合金膜基界面结合强度的影响

为了提高磁控溅射氮化铬膜与镁合金基底的结合强度,在两者之间以不同工艺溅射沉积铬过渡层,分析并讨论了铬过渡层对膜基界面结合强度的影响及其机制.结果表明,在镁合金/氮化铬之间增加铬过渡层可提高表征膜基结合强度的膜层破裂临界载荷,且当铬过渡层的溅射工艺为溅射功率100 W、负偏压30 V、基底温度25℃、溅射时间4 min时...     

渗氮处理对SLD钢表面CrTiAlN涂层组织与性能的影响

采用多弧离子镀在SLD钢表面制备CrTiAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、划痕仪和摩擦磨损试验机等研究渗氮处理对SLD钢表面CrTiAlN涂层的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果表明,未经渗氮处理的SLD钢表面CrTiAlN涂层的微凸体较多,CrN相以(200...     

离子渗氮化合物层对H13钢热疲劳性能的影响

采用Uddeholm热疲劳试验方法，用机械磨去法和在等离子体气氛内加氩的方法除去化合物层，并与有化合物层的热疲劳试样进行对比，以研究化合物层对H13钢热疲劳性能的影响。研究结果表明，化合物层所具有的高硬度和高强度，能使其推迟热疲劳裂纹的萌生，并在一定程度上阻止热裂纹向基体内部扩展，但有化合物层试样的热裂纹在表面扩展较快，经3000周热循环后，观察到横断面的热裂纹宽度较大、数量较多。     

表面机械研磨处理对H13钢离子渗氮行为的影响

采用SEM、TEM和显微硬度计等研究了H13钢表面经机械研磨处理后520℃离子渗氮行为.结果表明,经过机械研磨(SMA)处理后H13钢表层形成了一定厚度的变形层,该变形层的晶粒尺寸10～20 nm,表面硬度约800 HV0.2.在直流脉冲渗氮炉中经520℃离子渗氮5 h后,未SMA处理和经SMA处理后的渗氮层厚度分别为65 μm和115 μm,表明机械研磨处理对H13钢离子渗氮具有明显的催渗作用.     

工作气氛对H13钢低温低压离子渗氮化合物层的影响

采用空心阴极离子镀膜机对H13钢进行离子源辅助渗氮以改善其表面性能,探究了在N2-H2气氛中,N2浓度分别为50％、25％、10％和3％的情况下,渗层结构及性能的变化.采用扫描电镜、X射线衍射仪与X射线光电子能谱仪等观察和分析了渗氮层的截面形貌和物相结构;用电子探针测量了N元素随深度的变化情况;用纳米硬度计、维氏硬度计...     

痕法测定 TiAlN 涂层结合强度的研究

采用磁控溅射法在不锈钢表面制备了TiAlN涂层,采用压入法及划痕法表征了涂层的结合强度。分析表明,压入法只能作为一种定性的测定方法,该法测得TiAlN涂层的结合强度达到HF3。划痕法结合了声信号、摩擦力信号和划痕微观形貌,可以定量测定结合强度,该法测得在压头曲率半径为200μm的情况下,TiAlN涂层的临界载荷达到13 N,比传统TiN涂层提高了45%。     

2Cr13不锈钢活性屏等离子体源渗氮层组织与耐蚀性能

目的 探讨活性屏等离子体源渗氮技术提高马氏体不锈钢硬度与耐蚀性能的可行性。方法 将2Cr13马氏体不锈钢进行350～550℃、6 h活性屏等离子体源渗氮处理,采用光学显微镜（OM）、电子探针显微分析仪（EPMA）和X射线衍射仪（XRD）分析渗氮层的组织、成分和相结构,使用显微硬度计测试渗氮层的显微硬度,利用电化学腐蚀试验解析评估渗氮层的耐蚀性能。结果 经活性屏等离子体源渗氮处理后,可在马氏体不锈钢表面形成厚度为2～45μm,N原子分数为20%～25%的渗氮层,其表面显微硬度达1050～1350HV0.25,是基体硬度的4～5倍。350℃时,渗氮层以ε-Fe_2-3N相为主,且含有少量αN相;450℃时,渗氮层由αN、ε-Fe_2-3N和γ’-Fe₄N相构成;渗氮温度升至550℃时,渗氮层由α-Fe、CrN和γ’-Fe4N相构成,αN、ε-Fe2-3N相消失。350、450℃时,渗氮层在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线出现明显钝化区,而未渗氮的2Cr13不锈钢并未发现钝化区,自腐蚀电位E_corr由未渗...     

离子渗氮对H13钢高温摩擦磨损性能的影响

首先对H13钢的等离子渗氮工艺进行优化,然后使用优化后的工艺处理H13模具钢,并对其进行高温摩擦磨损试验,研究了等离子渗氮对摩擦规律的影响,对磨损后的显微形貌进行了观察分析,对其磨损机理进行了探讨。结果显示:离子渗氮可以大幅度改善挤压模具钢的高温耐磨性。     

Low Temperature Plasma Nitriding of H13 Steel for Improved Surface Hardness

AISI H13 steel samples were plasma nitrided to improve their surface hardness using a locally developed combined reactor.Pre-ionized RFICP plasma was employed in combination with DC glow discharge and thermal emission source to achieve the nitride precipitates in iron-matrix under low sample temperature.Thick nitride layers over 150 microns could be realized with low RF power of 100 W under the processing time between 1-20 h and low sample temperature of 300℃.The gas mixtures of H2 and N2 were utilized while the processing pressure and the DC bias to the sample were maintained at 0.5 torr and 300 V,respectively.Scanning electron microscope(SEM),energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS),glancing incident angle X-ray diffractometer(GIXD)and Vickers hardness test were employed to characterize the properties of sample surfaces.Significant increases of surface hardness to over 1,000 HV were observed after treatment.     

42CrMo4钢硼氮离子复合渗与离子渗氮对比研究

目的 为了进一步提高42CrMo4钢离子渗氮层的硬度,研发硼氮离子复合渗创新技术,并与离子渗氮层特性进行对比研究.方法 在520℃、6 h的相同工艺条件下,对42CrMo4钢分别进行硼氮离子复合渗和离子渗氮处理.利用光学显微镜、XRD、显微硬度计、摩擦磨损测试机和电化学工作站对截面显微组织、物相、截面硬度、耐磨性和耐蚀...     

磁控溅射中溅射电流对Ti薄膜膜基结合性能的影响

研究在磁控溅射工艺中工作压强和溅射时间恒定的情况下,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响.通过拉伸法测量薄膜与基体间的附着强度,利用扫描电镜观察Ti膜表面形貌.结果表明:溅射电流达到3 A时,Ti膜表面平整,与基体的结合力最强.由此说明,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响较大.     

离子渗氮用气对后续磁控溅射镀层性能的影响

以40Cr钢为基体材料,进行离子氮化和闭合场非平衡磁控溅射PVD复合表面处理工艺试验。重点探讨用氮、氢混合气体及工业用氨进行离子氮化所得到的白亮层对后续PVD镀层性能的影响。测试了镀层厚度、膜基结合力及摩擦学性能。结果显示,不同渗氮气体得到的复合镀层临界划痕载荷均大于60 N,洛氏压坑边缘均无剥落,但氨处理的压坑边缘有少量坍塌并出现裂纹,表明其白亮层存在缺陷,在球坑试验的试样上也直接观察到缺陷的存在。存在缺陷的白亮层断裂韧性低,压坑试验时,缺陷处启动裂纹并扩展,导致化合物层和PVD镀层的剥落。销盘磨损试验结果表明,用氮和氢混合气体氮化后镀CrTiA lN具有更好的综合摩擦学性能。     

离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理对45钢组织与性能的影响

为进一步提高渗层厚度及渗层性能,对45钢进行离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和光学显微镜对渗层厚度、物相组成、截面与表面硬度、渗层脆性进行了分析。结果表明,复合处理可使45钢获得比单一离子渗氮或离子氮碳共渗更快的渗速、更优的性能。相同的处理时间下,复合处理渗层厚度比单一离子渗氮或离子氮碳共渗大幅度增加,有效硬化层比单一离子渗氮增加约35μm,提高约1倍,同时渗层脆性显著降低。物相分析表明复合处理后化合物层中ε相和γ'相的相对含量发生了变化,即ε相增多,而γ′相减少。