钛合金双层辉光离子无氢碳氮共渗摩擦性能研究

利用双层辉光离子渗金属原理改善钛合金Ti6Al4V的耐摩擦性。使用蜂窝状高纯度固体石墨作为源极，钛合金Ti6Al4V做阴极，一定比例的氩气、氮气作为载气。依靠辉光放电空心阴极效应，溅射出原子、离子状的碳元素，碳、氮元素混合形成等离子体，靠阴极负偏压把碳、氮吸引到Ti6Al4V的表面，依靠轰击和扩散在Ti6Al4V材料表面形成具有特殊物理、化学性能的合金层。X射线衍射检测显示渗层内形成了包含TiC，TiN的硬度相；辉光放电光谱（GDS）检测结果显示，在渗层内碳、氮元素分们呈梯度形式；硬度测试显示渗层硬度由表及里呈现梯度下降，表面硬度提高两倍以上；摩擦磨损检测表明Ti6Al4V材料经无氢碳氮共渗处理后，其粘着现象明显降低，摩擦系数降低一半多，耐磨性大大提高。     

双层辉光离子碳氮共渗的研究

1974年研究成功辉光离子氮化炉，根据省机械局要求，提供四套设备给杭州齿轮箱厂、宁波动力机厂等单位，促使其产品部件工艺更新，均取得较好的经济效益。     

钛合金双层辉光放电离子无氢渗碳制备工艺研究

采用双层辉光离子无氢渗碳的方法对钛合金进行表面强化处理，提高了钛合金的表面强度，改善了其耐磨性；同时避免了氢脆的产生。研究表明钛合金Ti6A14V双辉离子无氢渗碳合理的工艺参数为：温度880℃~980℃；气压28~40Pa：工件与源极之间距离6～14mm；源极电压600V~800V；阴极电压260V~400V；保温时间2～5h。处理后在钛合金表面形成了高硬改性层，耐磨擦性显著提高。     

双层辉光离子多元共渗中的源极变化

观察了双层辉光渗金属过程中源极溅射后的成分以及形貌 ,利用X射线衍射对源极溅射表面进行了相分析 ,并且用Thermo cale软件进行了相计算。结果表明 :在辉光溅射条件下源极的成分和形貌发生了较大的变化 ,溅射后源极表面主要析出相为 μ相和Laves相 ,用Thermo cale软件热力学相计算结果与X射线衍射结果基本吻合     

钛合金双层辉光放电离子无氢渗碳制备工艺研究

采用双层辉光离子无氢渗碳的方法对钛合金进行表面强化处理,提高了钛合金的表面强度,改善了其耐磨性;同时避免了氢脆的产生.研究表明钛合金Ti6Al4V双辉离子无氢渗碳合理的工艺参数为温度880℃～980℃;气压28～40Pa;工件与源极之间距离6～14mm;源极电压600V～800V阴极电压260V～400V;保温时间2～5 h.处理后在钛合金表面形成了高硬改性层,耐磨擦性显著提高.     

离子硫氮碳共渗层摩擦磨损后的组织形貌

观察了35CrMo、30CrMnSi和20钢离子硫氮碳共渗层摩擦磨损后的光镜和扫捕电镜组织和磨屑磨痕形貌,并与离子氮化层作了对比。观察结果表明:离子硫氮碳共渗层摩擦磨损时主要磨损形式随工况变化。当粘着磨损占主导地位时,离子硫氮碳共渗层显示出优良的减摩抗磨特性。     

TiAl基合金的辉光离子碳氮共渗研究

对TiAl基合金辉光离子碳氮共渗层组织与硬度进行了分析，结果表明，TiAl基合金经过碳氟共渗后可在表面形成碳、氮化合物的复合相结构，在金相显微镜下观察为灰暗色。随着共渗温度的升高和时间的延长，表层硬度逐渐提高。因此，TiAl基合金经过辉光离子碳氮共渗可达到既提高抗高温氧化性．又提高耐磨性的双重效果。     

钛合金表面原位合成TiN渗镀层摩擦性能研究

采用双层辉光离子渗金属技术在钛合金TC11表面原位合成TiN渗镀层以提高其耐磨性。利用OM、SEM、EDS、XRD对TiN渗镀层的形貌、组织成分、相结构进行分析;通过显微硬度、划痕试验对TiN层力学性能进行研究;通过常温磨损试验研究了TC11合金表面TiN渗镀层摩擦磨损行为及机理。结果表明,在常温磨损试验条件下TiN层摩擦系数下降一半,表现出较好的减磨耐磨性能;渗镀层显微硬度达到1400HV0.2;渗镀层与基体结合力为45N,结合强度高。     

稀土在离子氮碳共渗中的应用

采用光学显微镜、显微硬度计、Ｘ射线衍射仪和俄歇能谱仪等手段研究了稀土及稀土加入量、共渗时间对渗层厚度、硬度及渗层组成的影响。研究结果表明，稀土对离子氮碳共渗过程有明显的催渗作用，尤其是一些难渗氮的奥氏体不锈钢。在给定条件下，稀土的催渗效果有一最佳含量。稀土对渗层相组成也有影响。     

钛合金表面双层辉光离子渗铝的研究

利用双层辉光渗金属技术，以铝为源极、TC4(Ti-6Al-4V)为阴极、氩气为工作气体，依靠辉光放电和不等电位空心阴极效应在TC4表面形成合金层。采用X射线衍射和辉光放电光谱分析了合金层的相组成及渗层内Al元素的分布．并对其进行硬度测试。结果表明：渗层由Ti3Al和α-Ti组成；铝的含量可达18％；渗层厚度可达13μm；其硬度比经渗铝处理后的有了较大程度的提高。     

Double Glow Plasma Surface Alloyed Burn-resistant Titanium Alloy

TITANIUM and its alloys have been extensively usedin aeronautics and astronautics industries because oftheir low specific gravities,high strength,stiffness,good toughness and high corrosion resistance.However,conventional titanium alloys may be ignited and burntunder high temperature,high pressure and high gasflow velocity conditions.Titanium fire took placeseveral times in engines.This shortcoming limitsapplication of titanium alloys.In order to avoid thistechnical problem,Ti-Cr-V,Ti-Cu-…     

双辉离子W、Mo、Ti三元共渗特性研究

采用双层辉光离子渗金属技术，对工业纯铁、20钢、45钢和T8钢进行了W、Mo、Ti离子三元共渗，着重探讨了Ti的渗入特性。结果表明，渗层成分、组织因工艺条件不同而异，典型组织为合金沉积层、合金铁素体和合金珠光体。在同样工艺条件下钛元素不易渗入，在渗层中浓度较低，但通过工艺参数和源极成分的合理调整，可获得约2％Ti，W、Mo浓度与高速钢类似的合金铁素体层，为含钛表面冶金高速钢的制备提供了必要条件。     

用双层辉光等离子法在钛表面制备的Ti-Pd合金层性能研究

采用双层辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti—Pd合金层。其深度大约为90μm，Pd含量呈梯度变化，并出现了TiPd3，TiPd2，Ti2Pd3，Ti3Pd5，TiPd，Ti4Pd等6种化合物相和Pd相。合金层在100℃的NaCl饱和溶液＋HCl溶液以及40℃的8．6％H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti0．2Pd合金；在室温80％H2SO4的溶液中，腐蚀速率仅为0．682mm／a，是Ti0．2Pd合金的18．2％：在室温30％HCl的溶液中，表面Ti—Pd的腐蚀速率仅为0．004mm／a，是Ti0．2Pd合金的12．5％。     

双层辉光离子渗金属技术特点分析

详细介绍了双层辉光离子渗金属技术的基本原理、放电模式及渗金属过程。并就该技术的优势和特点进行了理论分析。结果表明,该技术在表面合金化技术领域中,是适合于高熔点金属表面合金化和采用高熔点金属对铁基或某些熔点较高的有色金属表面进行合金化的实用工艺。     

双层辉光离子渗金属技术特点分析

详细介绍了双层辉光离子渗金属技术的基本原理、放电模式及渗金属过程。并就该技术的优势和特点进行了理论分析。结果表明，该技术在表面合金化技术领域中，是适合于高熔点金属表面合金化和采用高熔点金属对铁基或某些熔点较高的有色金属表面进行合金化的实用工艺。     

双层辉光等离子表面共渗Cr-Ni-Mo-Co工艺研究

采用双层辉光等离子渗金属技术,在工业纯铁表面渗入Cr,Mo,Co等合金元素,可在其表面形成与沉淀硬化不锈钢合金含量及硬度水平相近的合金层。以SEM等对比研究了不同工艺参数下,等离子渗入合金元素后,合金层表面的微观形貌。通过对比不同温度、源极电压所对应的渗层成分及厚度,选择出最优化的工艺参数:源极电压1 350V,阴极电压510～530V,加热温度1 100℃,保温时间5h。     

纯钛表面等电位空心阴极辉光放电无氢渗碳的研究

在纯钛相变温度下,利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析;利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究;利用电化学工作站,在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究;结果显示,经过无氢渗碳处理,在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层,改性层的最大厚度是7.5 μm,最大显微硬度是1298 HV0.2,是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高,试样的耐磨性能也显著增强,试样的平均摩擦系数是0.312,较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中,试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此,在保证基体力学性能的前提下,试样的耐磨耐蚀性能明显提高。     

T10钢双辉离子渗钛层的组织及摩擦学性能

采用双层辉光离子渗金属技术,在T10钢表面进行渗钛,研究了渗钛层的显微组织和摩擦磨损性能。利用超景深三维显微系统、X射线衍射仪、显微硬度计、能谱仪等分别对渗钛层的组织、相结构、硬度及元素的浓度分布进行检测和分析,用MM-W1万能摩擦磨损试验机研究了渗层的摩擦磨损性能。结果表明:T10钢双辉渗钛后可在表面形成均匀、致密且与基体结合良好的TiC层,渗钛层硬度达到1 100HV0.01以上,且呈平缓的梯度下降。与未处理的T10钢相比,渗钛层的磨损率明显降低,耐磨性增强。