离子镀氮化钛涂层

铝及其合金具有优良的机械、物理等性能。但在实际应用中常出现磨损现象。为提高铝及其合金的耐磨性,进行了在铝及其合金上离子镀氮化钛涂层的工艺研究。研究内容主要包括离子镀前清洗和涂层工艺两个方面。研究表明,镀前清洗对改善涂层结合     

离子镀氮化钛涂层的工艺研究

以纯钛板和全磨制高速钢钻头国基材，开展了ＨＣＤ型离子镀氮化钛涂层的工艺研究，结果表明，本研究确定的清洗工艺与涂覆工艺相结合，可以得到与基材结合良好，具有高显微硬度，色泽美观，性能稳定的氮化钛涂层，涂层后的高速钢全磨制钻头切削寿命平均增长１０倍以上，本研究得到的涂覆工艺参数，氮分压控制在１．６×１０＾－３Ｐａ～１．０×１０＾－１Ｐａ沉积时间为６０ｍｉｎ～８０ｍｉｎ；负偏压，烘烤温度则分别控制在１０Ｖ     

氮化钛涂层模具的使用

早在70年代,刀具工业就使用化学气相沉积法(CVD),对刀具进行涂复,取得了很好效果。该方法涂复时温度高达1000℃以上,得到的涂层厚,亦适宜于模具的涂复。后来发展了物理气相沉积法(PVD),涂复时温度低于500℃以下,可以得到致密等轴涂层,具有优异的粘着特性,在模具涂复方面很值得深入研究。     

空心热阴极离子镀氮化钛涂层工艺的研究

空心热阴极离子镀是七十年代发展起来的物理气相沉积技术。目前国内外正在对这种技术的工艺、涂层形成机理和应用进行深入研究。本文主要研究钛蒸发速率的影响因素、氮分压对涂层相结构的影响,以及基板温度对涂层组织形态的影响。     

氮分压对离子镀氮化钛涂层的影响

研究了氮分压对空心阴极离子镀氮化钛涂层性能的影响。结果表明：在１．３３×１０（－２）～２．２１×１０（－１）Ｐａ氮分庄范围内，显微硬度随氮分区增加而增加，在２×１０（－２）Ｐａ时显微硬度出现最大值，而后随氮分压的增加，显微硬度下降；随着氮分区增加，氨化钛涂层在Ｈ２ＳＯ４溶液中的抗腐蚀性能增加；氮分压强烈影响ＴｉＮ织构。     

大幅度提高模具寿命的新方法—CVD金钢石涂层

本文介绍一种通过ＣＶＤ金刚石涂层大幅度提高模具寿命的新方法。     

工模具的PAMOCVD涂层研究

用传统的ＴｉＣｌ４－Ｈ２－Ｎ２进行了ＰＣＶＤＴｉＮ处理，存在炉体和真空系统腐蚀及氯元素进入涂层等问题，作者采用金属有机物ＴＰＴ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４Ｔｉ）或ＴＥＴ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４Ｔｉ）代替ＴｉＣｌ４作为供钛源进行ＰＡＭＯＣＶＤ处理，研究了不同工艺参数对涂层性能的影响，试验表明，Ｈ１３铝型材挤压模及标准件冲头等采用ＰＡＭＯＣＶＤ处理后寿命可提高１－２倍，并解决了设备被腐蚀的问题。     

工模具的PAMOCVD涂层研究

采用金属有机物ＴＰＴ［（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４．Ｔｉ］或ＴＥＴ［（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４Ｔｉ］代替ＴｉＣｌ４作为供钛源进行ＰＡＭＯＣＶＤ处理。研究了不同工艺参数对涂层性能的影响。通过对涂层钻头、凸模、模具寿命的对比试验表明，ＰＡＭＯＣＶＤ涂层Ｈ１３铝型材挤压模寿命可提高２倍，标准件凸模寿命可提高１～２倍，钻头寿命可提高近６倍，且比ＰＣＶＤＴｉＮ涂层钻头寿命提高２～３倍，并解决了对设备的腐蚀问题。     

用阴极电弧离子镀法制备的高速切削加工领域用Al—Ti—Si—N涂层的结构与性能

用阴极电弧离子镀法在WC-Co基体上沉积了Al/Ti／Si比不同的Al-T-Si-N涂层。利用带有能谱仪（EDS）的透射电子显微镜研究了涂层局部区域的显微结构和成分。该涂膜似乎具有与（Al,Ti)N涂膜相同的柱状结构，但其柱状体的尺寸较小。研究了涂膜的晶体结构、硬度和抗氧化性，与（Al,Ti)N涂膜相比，立方B1型晶体结构的Al-Ti-Si-N涂膜具有较高的硬度。同时，Al-Ti-Si-N涂膜在高达1100℃的高温下于空气中的抗氧化性也得到明显改善。评价了（Al,Ti,Si）N涂层硬质合金立铣刀的切削性能，并在以较高的切削速度加工淬硬钢时显示出明显优异的使用性能。除了涂膜性能之外，还讨论了磨损机理和切削特性。     

电弧离子镀氧化铬涂层的组织结构及硬度

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜，研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响。结果表明，氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响，在氧流量为130cm^3／s、脉冲偏压为-100V时，出现Cr2O3{001}面择优取向；氧流量增高，脉冲偏压增大时，薄膜的表面形貌得到改善；在脉冲偏压为-200V、氧流量为130cmf^3／s时，可获得符合Cr2O3化学计量比的薄膜，其硬度达到36GPa。     

904#陶瓷—玻璃涂层对高温下钛合金的保护作用

研究了在高温条件下(1200℃保温5 h),904~#陶瓷-玻璃涂层对TA7、TC4、TC11合金的保护作用。通过俄歇质谱分析、X光相分析以及金相和显微硬度分析,比较了涂层样和空白样(未涂层)的表层在氧含量、氧化污染层厚度、显微组织和显微硬度等方面的差异,从而证实904~#陶瓷-玻璃涂层具有显著的保护能力。     

电弧离子镀CrN涂层的制备及性能研究

用电弧离子镀技术在W18Cr4V高速钢试样上制备了CrN涂层,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱议、显微硬度仪、磨损试验机等对涂层的表面形貌、相结构、硬度和耐磨性进行了分析.对比研究了经工艺优化后的CrN涂层和TiN、TiAlN涂层以及未涂层钻头干式钻削7075铝合金的切削性能,得出了最佳的沉积偏压和切削转速.结果表明,偏压为-50～-150 V时,涂层均由Cr2N 相和CrN相组成,随偏压增加,涂层表面粗糙度降低,硬度和耐磨性增强;偏压过高,涂层的微观质量和性能反而下降.偏压为-100 V时,涂层的硬度和耐磨性最佳.CrN涂层可显著提高高速钢刀具的切削性能,减小刀具磨损,延长刀具寿命.其钻削性能优于TiN、TiAlN涂层,明显优于未涂层.2 230 r/min为CrN涂层的最佳切削转速,经工艺优化后的CrN涂层钻头平均寿命约为未涂层钻头的5倍,其破损机制属于粘着磨损.     

Hf—Ir和Zr—Os二元系金属玻璃的结晶行为

用电弧熔炼锤砧技术,在Ｈｆ－Ｉｒ和Ｚｒ－Ｏｓ二元合金系中制得新的金属玻璃,其成分范围是;Ｈｆ１００－ＸＩｒＸ,Ｘ＝２０－３０ａｔ％;Ｚｒ１００－ＸＯＳＸ,Ｘ＝２０－３０ａｔ％。作者用差示扫描量热计（ＤＳＣ）研究Ｈｆ１００－ＸＩｒｘ和Ｚｒ１００－ＸＯＳＸ（Ｘ＝２０,２５,３０ａｔ％）金属玻璃的结晶行为,测定结晶温度,结晶热和结晶激活能,并用Ｘ射线衍射技术分析Ｈｆ８０Ｉｒ２０和Ｚｒ７５Ｏｓ２５金属玻璃     

离子镀Ti（Al）N涂层的结构与耐蚀性

用空心阴极离子镀制备了Ｔｉ（Ａｌ）Ｎ和ＴｉＮ涂层,０．５ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４ 溶液中极化曲线结果表明,Ｔｉ（Ａｌ）Ｎ涂层的耐蚀性优于ＴｉＮ涂层。电子探针（ＥＰＭＡ）、Ｘ射 线衍射和扫描电镜等分析了Ｔｉ（Ａｌ）Ｎ涂层的元素分布特征及组织结构。     

金属载体表面玻璃涂层的表征及结合强度

为解决由于热膨胀系数不同而引起的涂层脱落问题,采用溶胶-凝胶法制备玻璃涂层,涂覆于Ni-Cr-Fe金属载体表面。通过XRD和SEM表征载体和涂层的微观结构,超声振动、热冲击和拉伸实验,评价Ni-Cr-Fe金属载体与玻璃涂层的结合能力。实验结果表明,金属载体表面预处理可以提高载体的几何表面积,载体在900℃高温氧化5 h,出现成簇浮凸状形貌。制备的玻璃涂层均匀、致密,厚度约7.8μm,呈非晶态结构。在超声振动实验中脱落率小于20%,热冲击实验中脱落率小于10%,玻璃涂层具有较高的结合强度。     

大块金属玻璃Pd40Ni10Cu30P20结构弛豫的研究

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了大块金属玻璃Pd40Ni10Cu30P20的结构弛豫。结果表明金属玻璃Pd40Ni10Cu30P20的结构驰豫可分为2个阶段：在400K～520K的温度范围，样品发生的是低温结构弛豫，所伴随的结构变化是局域的和短程的，自由体积没有发生明显湮灭，所以样品的密度变化不大。而在520K～玻璃转变温度Tg的温度范围，样品发生的是高温结构弛豫，在这一过程中发生原子的中长程扩散，部分自由体积通过样品表面发生湮灭，因而导致样品的密度显著增加。实验还表明，在Tg以下进行预退火处理使得大块金属玻璃Pd40Ni10Cu30P20的玻璃转变激活能明显降低，但对后续的晶化过程的影响不大。     

非晶态金属的结构与合金的玻璃形成能力

本文提出了一种非晶态金属的微观结构模型—Cluster模型,根据此模型的统计热力学计算导出了一个表征合金玻璃形成能力(GFA)的参量: α_c=[1-2.08/Φ_m]T_g/T_m其中T_g为玻璃转变温度,T_m为熔点,Φ_m为合金的熔化熵,α_c值越大合金越易形成非晶态。这个新的合金GFA判据不但为过去的几种GFA经验判据提供了理论依据,而且比它们更合理,准确     

Compositional design and microstructure analysis of Zr-based bulk metallic glasses

The systematical studies of Zr-based BMGs were summarized in terms of their compositional design and their structural characterization. In particular, several key issues of BMG materials were focused, including initial alloy design and subsequent composition optimization, solidification microstructure characterization and crystallization process specification. The results show that a compositional designing approach is successfully developed and, through extensive microstructure characterization using transmission electron microscopy, several new crystalline phases are discovered in these newly developed Zr-based BMG alloys. Crystallization behavior ofZr-based BMG is also determined based on the microstructure analysis.     

金属管道热熔敷玻璃涂层耐蚀性试验研究

玻璃涂层作为无机涂层以其不老化、耐蚀性好而越来越受到人们的关注，正逐步应用于管道防腐。本文利用电化学测试、点蚀试验、扫描电镜等方法研究了生产工艺参数及稀土对热熔敷法制备的玻璃涂层耐蚀性的影响，探讨了稀土提高耐蚀性的机理。试验结果表明：在合适的熔敷温度、保温时间下能够得到耐蚀性良好的玻璃涂层；在玻璃釉料中添加稀土后，涂层耐蚀性显著提高。