锆合金表面渗氮层对TiAlN涂层结合力的影响

对锆合金基材表面分别进行离子渗氮和气体氮碳共渗,然后采用多弧离子镀技术在锆合金渗氮层表面制备Ti Al N涂层,并与锆合金基材表面直接制备的Ti Al N涂层进行对比,研究渗氮层对涂层结合力的影响。用立式万能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验;用显微硬度计测试显微硬度;用洛氏硬度计进行压痕试验;用划痕仪测试膜基结合力。试验结果表明:锆合金经过渗氮处理其表面摩擦因数保持稳定;表面硬度和膜基结合力均有所提升,且气体氮碳共渗后的表面硬度和膜基结合力比离子渗氮略高。     

结构钢等离子氮碳共渗与氧化复合处理概述和应用

主要阐述了结构钢经过等离子氮碳共渗后表面生成高硬度的化合物层(主要相成分是Fe2～3N和Fe3C),提高了结构钢的抗磨损性能;等离子氮碳共渗完后紧接着进行等离子氧化处理,在氮碳化合物层的表面生成一层致密的氧化膜(主要是Fe3O4相),显著提高了其抗腐蚀性能.同时也概述了等离子氮碳共渗与氧化复合处理的原理和相比于以往氮化处理的优点,介绍了复合处理现在在工业中的应用,最后指出该复合处理目前存在的问题,并对未来的发展前景进行了展望.     

海水环境中钛合金表面不同过渡层对TiCN涂层动态耐磨性能的影响

本文采用多弧离子镀技术在Ti6Al4V合金表面沉积TiCN涂层,并在基体和TiCN涂层之间引入Ti和TiN过渡层以提高TiCN涂层界面结合强度,研究了海水环境中不同过渡层对TiCN涂层摩擦学性能的影响。研究结果显示,所制备的TiCN涂层具有均匀致密的结构,涂层总厚度均为2 mm。TiN/TiCN涂层硬度高达30 GPa,高硬度平台区域也最长。TiN作为过渡层的TiCN涂层结合强度最高,Lc1和Lc2分别高达60 N和80 N。TiN做过渡层的TiCN涂层具有低的摩擦系数和最低的磨损率,在海水环境中呈现出最佳的耐磨性能。     

TC4合金表面离子渗Zr-N层的常温和600℃高温耐磨性

为改善钛合金室温和高温摩擦学性能,分别采用锆-氮离子共渗(Zr+N)与离子渗锆后渗氮(Zr/N)两种工艺在TC4钛合金表面制备错-氮改性层.利用球盘磨损试验机对比研究了两种Zr-N改性层在室温和600℃高温环境下的摩擦学性能.结果表明,两种工艺制备的Zr-N改性层均由ZrN相组成,Zr/N改性层还包含少量TiN相和较厚的Zr-Ti固溶体,两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高.Zr/N改性层比Zr+N离子共渗层表面硬度更高,渗层更深,表面承载能力更强.室温和600℃高温下,Zr/N改性层磨损率比TC4钛合金基材分别降低43倍和21倍;Zr+N共渗改性层磨损率比TC4钛合金基材分别降低24倍和5倍.     

钛合金表面不同过渡层对TiCN涂层在海水环境中动态耐磨性能的影响

采用多弧离子镀技术在Ti6Al4V合金表面沉积TiCN涂层,并在基体和TiCN涂层之间引入Ti和TiN过渡层以提高TiCN涂层界面结合强度。研究了海水环境中不同过渡层对TiCN涂层摩擦学性能的影响。研究结果显示,所制备的TiCN涂层具有均匀致密的结构,涂层总厚度均为2mm。TiN/TiCN涂层硬度高达30 GPa,高硬度平台区域也最长。以TiN作为过渡层的TiCN涂层结合强度最高,Lc1和Lc2分别高达60 N和80 N。TiN作过渡层的TiCN涂层具有低的摩擦系数和最低的磨损率,在海水环境中呈现出最佳的耐磨性能。     

304 不锈钢低温离子渗氮及氮碳共渗处理

目的研究304不锈钢离子渗氮层和氮碳共渗层的组织、硬度及耐磨、耐蚀性能,并考察渗层的磨损机理。方法利用离子渗氮及氮碳共渗工艺在304不锈钢表面获得硬化层,利用XRD,OM及共聚焦显微镜、显微硬度仪、电化学测试仪,分析处理前后渗层的组织、相结构及渗层的硬度及耐磨耐蚀性能。结果 304不锈钢氮碳共渗和渗氮层主要为S相层,在相同工艺条件下,氮碳共渗工艺获得的渗层为γN+γC的复合渗层,且厚度大于单一渗氮层。渗氮层和氮碳共渗层硬度约为基体硬度的3.5倍。在干滑动摩擦条件下,氮碳共渗层比渗氮层具有更好的耐磨性能;渗氮层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟效应和断裂,氮碳共渗层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟和微切削。电化学测试表明,渗氮层和氮碳共渗层的耐蚀性能均优于基体。结论 304不锈钢在420℃进行离子渗氮和氮碳共渗处理后,硬度和耐磨性能可大幅提高,且氮碳共渗处理效果更佳。     

工艺参数对原位生成TiN/Ti3Al复合涂层微观组织的影响

采用等离子喷涂与激光渗氮技术相结合的工艺方法,在Ti6Al4V合金表面实现了TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的快速制备.首先在Ti6Al4V基体表面利用等离子喷涂的方法预置一层纯铝涂层;然后在纯氮环境下,利用激光渗氮化技术对试样表面进行合金化处理.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等试验手段,研究了氮气流量以及激光扫描速度两个激光渗氮工艺参数对TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的微观组织的影响.结果表明,复合涂层中TiN相的含量随着氮气流量的增加与激光扫描速度的减小而增加.工艺参数对涂层中TiN增强相的形貌有着重要影响.在高氮气流量、低激光扫描速度条件下制备出的涂层中,TiN相呈颗粒状.对于低氮气流量、高激光扫描速度条件下,TiN增强相呈树枝状.     

38CrMoAl钢循环等离子氮碳氧硫共渗工艺的研究

对38CrMoA l钢进行了常规等离子渗氮、循环等离子渗氮以及循环等离子氮碳氧硫共渗处理,研究这几种工艺对表面硬度、渗层组织、硬度梯度的影响。结果表明：循环等离子氮碳氧硫共渗有利于形成共渗元素进一步扩散的通道,加速共渗元素的渗入;综合表面硬度和渗层厚度,循环等离子氮碳氧硫共渗工艺明显优于常规等离子渗氮和循环等离子渗氮。     

温度对Cr12MOV钢等离子S-N-C复合共渗渗层组织的影响

对冷作模具钢Cr12MoV在等离子渗氮的基础上进行250℃,450℃,520℃的S—C—N复合共渗,在获得具有良好支撑作用的高硬度表面基础上,形成一定厚度的硫化物层。用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等方法对渗层表面组织及截面形貌进行了分析,结果表明,随着温度的升高,渗硫层变厚,硫化物颗粒变大;520℃等离子复合共渗3h可得到良好组织结构的表面处理层。     

前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响

针对钛合金硬度低、耐磨性差的缺点,提出了一种由渗氧和氧氮共渗两个过程组成的低温等离子复合渗工艺,并着重研究了前置渗氧对钛合金表面微观结构、物相组成及耐磨性能的影响。利用SEM、TEM、XRD等手段对复合渗层的微观结构和相组成进行了分析,结果表明,等离子复合渗处理的钛合金样品渗层主要由化合物层和扩散层组成,物相为金红石型TiO₂和氮化物TiN_0.26。采用显微硬度计、纳米压痕仪和往复式摩擦试验机对渗层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了表征,结果表明,与传统等离子渗氮相比,等离子复合渗处理可增加渗层的厚度,显著提高钛合金的硬度和弹性模量,大幅改善钛合金的耐磨损性能。     

刀具表面沉积的CrMoN渗/镀复合涂层的微观结构和力学性能

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀(CFUMSIP)技术和离子渗氮技术在M2工具钢表面沉积CrMoN渗/镀复合涂层。利用SEM、EDS、XRD、纳米压痕仪、划痕仪和销盘摩擦磨损试验仪研究了该涂层的组织、成分、相结构、硬度、膜/基结合强度和摩擦磨损性能。结果表明,该涂层的表面和截面致密,涂层呈柱状晶生长,为fcc结构,同时图谱中出现了γ-Fe_4N和α-Fe的衍射峰。CrMoN渗/镀复合涂层的膜/基结合强度和摩擦磨损性能明显优于单一制备的CrMoN涂层。     

TaC_p增强YG11C合金表面改性工艺及性能研究

选用自制烧结的YG11C/TaC_p硬质合金作基体,介绍了采用电弧离子镀在试样上沉积TiN、TiCN和ZrN涂层的工艺.利用维氏硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征了涂层的力学性能和组织结构.通过比较切削实验中刀具的磨损性,得出涂层刀具有更好的耐磨性能.研究表明,电弧离子镀TiN等涂层能使硬质合金刀具获得更好的使用性能.     

等离子体表面工程处理发展动向

本文综述了英国等离子体化学热处理的现状。作者指出,现已相当好地确立了等离子体渗氮处理,说明了它占10％渗氮市场的原因。作者强调了不锈钢的处理,以及对齿轮钢进行深层表面等离子渗氮的潜力。所评价的其它工艺还有:等离子体碳氮共渗和复合处理,前者是许多发展规划的主题,而后者牵涉到基体材料的等离子渗氮和TiN镀覆处理。     

42CrMo钢等离子氮碳共渗厚化合物层工艺及组织性能

研究了42CrMo钢等离子氮碳共渗过程中CO2体积分数、温度、气压对化合物层厚度的影响,并对最佳工艺参数的组织和性能进行了分析。结果表明,42CrMo钢最佳等离子氮碳共渗工艺参数为:N2∶H2=1∶1,CO2体积分数3%,气压500 Pa,温度560℃,时间2 h,2%RE(稀土元素)。处理后化合物层主要由γ’-Fe4N和FeC两相组成,硬度、抗磨损性显著提高。     

电压和占空比对TC4合金表面碳氮共渗层组织与性能影响

在尿素、硝酸铵和蒸馏水组成的电解液体系中,利用液相等离子体电解渗技术在TC4钛合金表面制备碳/氮共渗层,采用SEM、XRD和摩擦磨损试验分析渗层的表面形貌、相结构和磨损性能。试验结果表明:等离子碳氮共渗层主要由TiCN相、TiO相和Ti相组成,工作电压和占空比的提高可以显著增加渗层厚度及硬度,降低渗层的平均磨损率。     

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。     

阴极弧离子镀TiCN涂层的SEM-EDS面扫描与线扫描分析（英文）

采用阴极弧离子镀在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了TiCN涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了涂层表面化学元素的面分布和界面化学元素的线分布。讨论了涂层界面结合机理,用划痕法对结合强度进行了表征分析。结果表明,涂层主要是由TiN、TiC和C原子组成,其中TiN和TiC提高了涂层硬度,C原子改善了涂层摩擦润滑性能;涂层中N原子分数超过C原子分数,界面结合处发生了相互扩散,涂层中C原子扩散量最大,基体中Si原子扩散量最大,涂层与基体形成了冶金结合,利用划痕法测定TiCN涂层结合强度为79.6 N。     

渗氮/离子镀复合涂层的制备及其性能

介绍了"离子渗氮/离子镀" 复合涂层的工艺合成方法,渗镀和涂层沉积在同一系统中原位连续完成.按该工艺制备的高速钢离子渗氮/离子镀复合涂层,结合力均达到HF1级,涂层划痕试验的临界载荷明显比传统的单一涂层高.用该工艺在高速钢钻头和铣刀上合成NL TiN和NL TiCrN复合涂层,其耐用度比相应的传统单一涂层刀具明显提高,显示了复合涂层的技术优势.     

0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的高周疲劳性能研究

以新型高性能渗氮轴承钢0.30C-Cr-W为对象,研究了经真空离子渗后的氮层微观组织及高周旋转弯曲疲劳性能。结果表明:实验钢渗氮后渗层中化合物层为γ'-Fe_4N和VN相,VN的平均等效直径为80 nm,弥散分布在γ'-Fe_4N中;扩散层晶界析出大量VN,晶内有大量细小弥散的M_3C;渗氮后在107循环周次下的中值疲劳强度为850MPa。起裂方式为夹杂起裂和表面缺陷起裂,在这两种起裂方式下,渗层可有效的提高疲劳寿命。     

稀土催渗离子渗氮层中晶体缺陷的研究

用透射电镜研究了稀土催渗离子渗氮层中的晶体缺陷。结果表明,稀土催渗使γ'-Fe_4N晶粒显著细化,晶界面缺陷的增加有利于氮原子的扩散。在γ'-Fe_4N晶粒内有许多尺寸较小的空位型Frank位错环及其蜷线位错和堆垛层错等晶体缺陷;扩散层铁素体中存在高密度位错及位错环。大量空位的存在,以及位错吸引空位运动,是加速渗氮的主要原因。