离子渗硫层的抗擦伤性能及耐磨性研究

采用低温离子渗硫技术在４５钢表面形成一定厚度的渗硫层。用销盘试验机在机械油润滑条件下对渗硫表面的抗擦伤性能,减摩及耐磨性能进行了系统研究。采用ＥＤＸ和ＡＥＳ分析了边界润滑膜的成分。结果表明：在低速条件下渗硫层可显著改善钢表面的抗擦伤性能,且具有较好的减摩耐磨作用。在磨损过程中,渗硫层促进了摩擦表面氧化物的形成。厚度适当的渗层可使边界润滑膜中的硫氧比处于最优范围,使表面承载能力提高。同时其对磨面的磨损也有所降低。     

W360热作模具钢渗硫的渗层组织及抗擦伤性能

目的基于硫化处理能够减弱摩擦界面"咬合力"的特点,通过低温液体工艺对Bohler W360热作模具钢进行了渗硫处理,以期进一步改善模具抗擦伤性能。方法采用硫粉、氢氧化钠和去离子水三元碱性渗剂体系,设计不同的硫含量,以研究硫浓度对渗层组织的影响,利用SEM-EDS和XRD对渗硫层形貌和结构进行分析,通过洛氏硬度计和MRH-3A高速环块磨损试验机,分别对渗硫前后材料的表面硬度和摩擦磨损性能进行检测和评价。结果通过低温液体渗硫工艺,W360模具钢表面渗硫层因硫含量不同而分别形成了"板结"结构和"微颗粒+空隙"结构,XRD结果表明渗硫层由Fe S和Fe S2构成。硬度测试显示,渗硫后,W360模具钢的表面硬度未发生变化(52~53HRC),与原始硬度一致。但摩擦磨损试验数据表明,硫化处理可以显著降低摩擦初期W360钢的摩擦系数,磨损失重和磨痕宽度等数据揭示硫质量分数为1.5%时,抗擦伤性最佳。结论低温液体渗硫工艺通过降低模具钢表面摩擦系数,能够提高材料的抗擦伤性能,渗剂中硫元素的含量对渗层组织和抗擦伤性能有显著的影响。     

45钢表面离子渗硫层组成与减摩过程的研究

应用SEM、EDS、AES及XPS等分析方法对45钢表面离子渗硫层的组成结构的研究结果表明,渗硫层由沉积于基体表面的硫化物沉积层与少量硫元素渗入基体表层形成的扩散层组成,硫化物沉积层中主要生成了FeS及少量的FeS2,硫化物扩散层中主要形成了FeS.渗硫层的结构组成与减摩性能实验结果结合说明,离子渗硫表面的摩擦因数与未渗表面相比始终较低,是因为离子渗硫层的硫化物沉积层与硫化物扩散层分别在摩擦过程中的不同阶段发挥了减摩润滑作用,且摩擦表面始终存在分解再生的硫化物.     

Cr-Si合金钢表面纳米层对低温离子渗硫的影响

利用超音速微粒轰击技术在调质处理的Cr-Si合金钢表面制备了厚度约25μm的纳米晶层。透射电镜（TEM）对表面结构的观察表明,最表面层形成了具有随机取向等轴的纳米晶粒,晶粒的平均尺寸约为16nm。对表面纳米化试样进行低温离子渗硫处理,在纳米结构表层形成了厚度约10μm的硫化物固体润滑薄膜。对硫化物层的结构分析结果表明,试样经表面纳米化处理后表面的扩渗性能和化学反应能力明显提高,在硫化物层和基体的界面处出现了厚度约为1-2μm的硫元素的扩渗层。表面纳米化试样表面硫化物的含量明显高于原始试样的硫化物的含量,且硫化物层主要由FeS相所构成,而在原始试样的硫化物层中FeS2的含量相对较高。表面层的晶界体积分数以及原子活性提高是表面纳米化试样表面化学反应能力和扩渗能力提高的主要原因。     

CrMoCu合金铸铁低温离子渗硫层微观结构及形成机理

采用低温离子渗硫工艺,在CrMoCu合金铸铁表面渗硫,利用SEM、TEM、EDS及XRD等分析技术,对渗硫层表面和截面的微观结构进行系统分析,进一步探讨渗硫层的形成机理。结果表明,渗硫层表面由200～300 nm均匀的硫化物小颗粒组成,并含有α-Fe、Fe1-xS及FeS相,渗硫层的硫含量由表及里逐渐减少。通过TEM电子衍射花样分析,发现渗硫层存在FeS非晶相,并分析了其产生的原因。     

低温离子渗硫技术研究现状及展望

低温离子渗硫技术克服了传统渗硫方法的不足,是目前最常用的Fe S固体润滑薄膜制备方法。由于存在理论研究尚未完善、应用材料相对单一、微纳米硫化物薄膜表征困难等问题,该技术的应用推广及其工业化进程受到限制。综述了离子渗硫技术在渗硫机理、工艺研究、硫化物薄膜表征及渗硫层摩擦学性能等方面的研究进展,分析了渗硫层减摩作用机理和当前离子渗硫应用的基体材料类型,指出了其未来的发展方向。     

离子渗氮和离子渗硫复合处理表面的摩擦学性能

在４５钢离子渗氮表面,用低温郭了渗硫技术形成具有良好固体润滑作用的渗硫层。采用ＳＥＭ＋ＥＤＸ和ＸＲＤ研究了渗层的组织结构,采用销盘式磨损试验机在油润滑条件下,对原始、渗氮、渗硫以及渗氮渗硫复合处理表面进行了抗擦伤性能及耐磨性能的系统研究。并采用ＥＤＸ和ＡＥＳ分析了摩擦表面边界润滑膜的成分。结果表明：渗硫和渗氮处理均只能在低还条件下提高表面的抗擦伤性能。而复合处理能在各种速度条件下显著提高抗擦伤     

灰铸铁离子渗氮渗硫复合处理改性层的摩擦学性能

对灰铸铁进行离子渗氮渗硫复合处理，采用SEM、EDAX和XRD研究了渗层的组织结构，采用往复式滑动磨损试验机及SRV型高温摩擦磨损试验机分别在无润滑和油润滑条件下，对原始材料、离子渗氮表面、离子渗氮渗硫复合处理表面进行了摩擦学性能研究，并探讨了磨损机理。结果表明，由于离子渗氮和离子渗硫复合处理后的灰铸铁兼顾了亚表面的硬度和表层的减摩和润滑作用，改善了摩擦学性能，使其表面的耐磨性明显优于原始材料和离子渗氮者。     

LZ50钢低温离子渗硫转动微动摩擦学性能研究

在LZ50钢表面进行低温离子渗硫处理,研究了渗硫层及LZ50钢基体在干态不同角位移幅值下的转动微动磨损行为.在对渗硫层及LZ50钢基体转动微动摩擦动力学特性分析的基础上,对其转动微动损伤行为进行了分析.结果表明:渗硫层结构主要由FeS和FeS2相组成;渗硫层及LZ50钢基体的转动微动运行区域强烈依赖于转动角位移幅值,呈现部分滑移和完全滑移两个微动区域,混合区未观察到,且渗硫层未改变LZ50钢基体的微动运行区域;在整个部分滑移区和滑移区的跑合阶段,由于渗硫层的固体润滑作用,使摩擦因数均低于LZ50钢基材;渗硫层可以显著降低基材的磨损,在部分滑移区损伤轻微,在滑移区的损伤机制主要表现为剥层、磨粒磨损和氧化磨损.     

W6Mo5Cr4V2钢离子渗硫层与液体渗硫层的摩擦磨损性能对比

采用离子渗硫和液体渗硫技术分别在W6Mo5Cr4V2钢表面制备渗硫层,采用摩擦磨损试验、磨损表面形貌测量和EDS分析了两种渗硫层的摩擦磨损性能、磨痕形貌、磨损程度和渗层S含量的变化,并通过运转考核试验,从外观、尺寸检测和微观磨损形貌综合对比了离子渗硫件和液体渗硫件的稳定性和可靠性。结果表明,离子渗硫层的摩擦因数、寿命、磨痕最大深度、磨损面积和渗层中S含量等均等同或优于液体渗硫层。运转考核试验结果表明,离子渗硫和液体渗硫均可满足工件使用需要。     

Study on Friction and Wear Characteristics and Structure of Compound Layer from Combined Treatment of Ion Nitrocarburizing-Ion Sulphurizing of CrMoCu Alloy Cast Iron

CrMoCu Alloy Cast Iron is a kind of alloy cast iron thatis usually used to manufacture the engine cylinder.The engine cylinder often abates because of scuffingand wear.In order to reduce scuffing and wear,manysteps have been adopted in the practical applications.The first common way is to apply iron nitrating on thewall of the cylinder to form the ion nitride layer.Thehardness of ion nitride layer is so high that the ionnitride layer can improve evidently the wear-resistanceand scuffmg-resis…     

渗硫参数对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层的影响

采用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁离子氮碳共渗表面制备FeS固体润滑层。通过对FeS固体润滑层表面微观形貌的观察,初步分析了渗硫条件和氮碳共渗表面对其上FeS固体润滑层形成的影响。氮碳共渗表面细小的缺陷和凹坑为硫化物提供了形核的活性中心,利于形成以FeS相为主的较厚的FeS固体润滑层。渗硫温度对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层影响很大,当渗硫温度（硫罐温度／工件温度）为210℃／230℃时,FeS固体润滑层中S／Fe原子摩尔百分比值趋于1;当渗硫温度（硫罐温度／工件温度）小于或大于210℃／230℃时,FeS固体润滑层中S／Fe原子摩尔百分比值远小于1或远大于1,不利于FeS固体润滑层的形成。     

等离子体基离子注入氮对铝合金耐磨性的影响

利用等离子体基离子注入技术对硬铝ＬＹ１２和锻铝ＬＤ１０两种材料通过改变注入脉宽、频率、时间和电压等参数进行氮离子注入,注入剂量范围为２×１０１７～１×１０１８Ｎ＋／ｃｍ２。利用低角Ｘ射线衍射法（ＧＩＸＲＤ）分析氮离子注入层的相结构。在此基础上进行了显微硬度和摩擦磨损试验。由于氮离子注入铝合金能形成硬质的ＡｌＮ析出相,合金表面硬度及耐磨性都得到改善,随着注入脉宽、频率、时间和电压的增加,铝合金表层硬度及耐磨性也相应提高。     

W18Cr4V钢的离子氮碳共渗┐离子渗硫复合处理

本文研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢的离子氮碳共渗－离子渗硫复合处理工艺。试验表明，Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢经离子氮碳共渗－离子渗硫复合处理后，表层可获得氮碳化合物和硫化物的复合渗层。该复合渗层可以明显提高Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢的耐磨性。     

激光熔覆-离子渗硫复合改性层的减摩耐磨性能

根据抽油泵柱塞对耐磨耐蚀及自润滑性能的迫切需求,采用激光熔覆离子渗硫复合工艺对45钢表面进行强化,得到了复合固体润滑渗硫层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子探针显微分析(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射(XRD)等方法表征渗硫层表面的组织结构、形貌成分及物相组成,用摩擦磨损试验机研究渗硫层的减摩耐磨性能。结果表明：激光熔覆离子渗硫工艺得到的复合层为硫化物层,厚度约为3~5 μm,质软且疏松多孔,主要成分为FeS,而且与基底之间没有明显的过渡层,界线明显,结合紧密。该渗硫层是一种理想的摩擦表面,具有优异的减摩耐磨性能,离子渗硫技术为原位合成固体润滑剂FeS提供了一种新方法。     

重型车辆传动箱轴承固定套失效分析及其表面复合强化处理

对重型车辆轴承固定套进行了失效分析,并采用离子氮碳共渗-渗硫复合处理工艺对该45钢轴承固定套进行了表面改性处理.在MM-200型环-块式摩擦磨损试验机上考察了该复合渗层与对偶件--灰口铸铁对磨时的摩擦学性能,采用扫描电镜(SEM)对磨损表面进行了形貌分析.试验结果表明,复合渗层与灰口铸铁对磨时的摩擦系数比未经处理的45钢有明显降低,由于表层的硫化物具有优良的减摩性能,而次表层高硬度的氮碳化合物层具有抗塑变、抗磨粒磨损作用,使复合处理后的45钢的耐磨性明显提高.     

无刻蚀直流镀铁层的组织结构与性能

通过镀铁层组织结构与性能的观察、测试,对镀层组织形貌和（２１１） 织构的形成机理以及镀铁层高硬度的本质进行了理论分析,同时对镀铁层中微裂纹和内应力的成因进行了探讨。此外还探讨了镀后退火处理对镀铁层组织与性能的影响。     

离子镀TiAlN超硬膜耐磨性研究

利用扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射仪及Ａｕｇｅｒ电子能谱仪对多弧离子镀ＴｉＡｌＮ系超硬薄膜的耐磨性和磨损机理进行了研究。发现Ａｌ含量约１０％时膜层耐磨性较高。     

铁硅二元合金渗碳层的抗浆料冲蚀磨损性能研究

分别对3种不同Si含量的铁硅二元合金进行了固体渗碳和热处理,借助于OM、SEM、XRD等手段对经固体渗碳后的铁硅二元合金的渗碳层的显微组织进行了观察分析和确定,并测定了其表面硬度以及抗浆体冲蚀磨损性能.结果表明:经930℃×8h固体渗碳+水淬后,铁硅二元合金渗碳层表面硬度最高达66HRC,渗碳层显微组织为M+γ+ Fe3C+ SiO2;经180℃×3h低温回火后,表面硬度均能保持在62 HRC左右,渗碳层显微组织为回火M+残余γ+Fe3C+SiO2.其中Fe-1.5Si渗碳8h水淬+低温回火后的抗浆体冲蚀磨损性能最好.     

金属钼层表面渗硫层的表征与减摩耐磨性能研究

对厚约3pm的金属钼薄膜进行低温离子渗硫处理，得到了单质金属钼与固体润滑剂二硫化钼（MoS2）共存的复合固体润滑渗硫层。利用SEM和EDX分析了复合渗硫层表面、截面及磨损面的形貌及成分分布，用XPS分析了复合渗硫层表面化合价态，用纳米压痕仪测定了复合渗硫层的硬度及弹性模量。摩擦磨损实验表明，该渗硫层是一种非常理想的摩擦表面，具有优异的减摩耐磨抗擦伤性能。离子渗硫技术为原位合成固体润滑剂MoS2提供了一种新方法。