等离子表面冶金技术的现状与发展

双层辉光离子渗金属技术已成功地在普通碳钢表面形成高速钢、其中包括时效硬化高速钢、不锈钢以及镍基合金等；该技术已成功地应用于手用锯条和机用锯条，使其齿部形成高速钢，锯条不仅具有高速钢的切削性能，而且柔韧不断;钛合金表面经离子渗钼等工处理后，Ti6Al4V的耐磨性得到大幅度提高;经离子渗铌等工艺处理后，TiAl金属间化合物的抗高温氧化性能明显改善。在双层辉光离子渗金属技术的基础上，又发展了加弧辉光离子渗金属，双辉钎焊技术，双阴极辉光放电超硬薄膜合成技术，以及陶瓷表面金属化和异性材料焊接技术等。     

钛合金离子渗镀表面处理新进展

介绍了钛合金表面加弧辉光离子无氢渗镀碳、双层辉光离子无氢渗碳、双层辉光离子渗铬、渗铜等 表面处理的新方法;检测结果显示在钛合金表面均形成了梯度合金层,进一步检测表明,表面渗镀合金层对 改善钛合金耐磨、耐蚀和阻燃性均有显著的作用。     

双辉等离子表面Ni-Cr合金渗层的组织及耐蚀性能研究

采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金渗层,对合金渗层的组织特征、成分和耐蚀性能进行了研究.结果表明:Ni-Cr合金渗层与基体呈现良好的冶金结合状态;渗层中Ni,Cr元素含量由表及里逐渐减少,厚度约为30μm,渗层主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36.电化学极化试验表明经Ni-Cr共渗处理后试样的耐蚀性明显优于基材,且Ni-Cr合金渗层的保护效率高达99.7468%,而孔隙率仅有0.2%.     

等离子钛表面冶金技术

采用双层辉光放电产生的低温等离子体在纯钛表面制备了表面合金,开发出了在钛表面制备Ti-C合金和Ti-Zr合金等的工艺方法.     

双层辉光离子渗金属技术的现状与发展

双层辉光离子渗金属技术是目前世界上在表面合金化领域中的一项最新技术。该技术已获得美国、加拿大、英国、澳大利亚、法国、瑞士及比利时等国专利权。 本文主要介绍了双层辉光离子渗金属技术的现状与发展,双层辉光离子渗金属技术在工业用钢铁材料和零件表面进行合金化的研究及其在工业上的应用。     

钛表面等离子冶金技术的研究

采用双层辉光放电产生的低温等离子体,在工业纯钛表面制备出表面钛合金,已经研究出了钛表面制备Ti-C合金和Ti-Zr合金等工艺方法.     

钛合金表面加弧辉光离子渗镍铬及其性能研究

采用加弧辉光离子渗金属新技术处理钛合金Ti5Al2.5Sn表面,研究了渗层的相组成特点,成分分布情况,评价了改性层的磨擦摩损性能,及与钛合金基体间的接触腐蚀相容性等。结果表明加弧辉光离子渗技术可以快速地在钛合金表面获得NiCr镀渗复合层。渗层由Ni3Ti等金属间化合物组成,其硬度、耐磨性能均高于离子注氮层,具有较高的抗含Cl^-1水溶液腐蚀性能,在含Cl^-1腐蚀环境中与钛合金基体接触相容。     

TiAl合金表面等离子渗铬工艺

用双层辉光离子渗金属技术,在TiAl合金表面渗入铬元素,形成合金层。研究了温度、气压、源极电压、阴极电压等工艺参数对渗层成分、厚度及显微组织的影响。结果表明,在源极电压700V、阴极电压450-280V、极间距18mm、试样温度1050℃、工作气压25Pa和保温时间4h的工艺参数条件下,渗铬层厚度可达60μm,渗层成分呈梯度分布,表面硬度明显提高。     

粉末钛合金的表面强化技术

低硬度和低耐磨性限制了钛合金尤其是粉末钛合金的实际应用.表面强化技术是提高粉末铁合金表面性能的有效手段之一.综述了近年来为提高钛合金表面硬度和耐磨性而采用的典型的表面强化技术,如激光表面改性、激光熔覆涂层、微孤氧化、离子注入、双层辉光离子渗和高频感应处理等.讨论了每种工艺方法的特点及其所获得表面强化层的结构和性能.最近,乌克兰国家科学院提出氮环境下钛合全的淬水技术,为钛合金表面强化提出了一个新的发展方向.     

钛合金表面改性技术

该技术利用低真空中稀薄气体辉光放电产生的离子轰击钛合金表面，使工件加热到所需温度，对钛合金进行时效。同时表面渗入合金元素后，在整体时效强化的同时，可获得表面耐磨层，从而延长钛合金工件寿命。渗层厚度：50—200μm；渗层硬度：400～800HV。     

双层辉光离子渗金属技术制备Al-Y-Si氧化物涂层

本文采用双层辉光离子渗金属技术,在316L不锈钢表面进行Al-Y-Si共渗后氧化处理,制备致密的氧化物阻氚渗透涂层。通过XRD、SEM和EDS分析制备涂层的组织和结构,通过划痕试验、电化学测试和抗热震实验对其进行性能测试。结果表明,Y、Si元素的掺入能够生成连续致密的Al2O3涂层。用Y含量为10%的靶材制备的氧化涂层的组织和性能最佳,结合力为70.5N,涂层有很强的耐腐蚀性能,热震实验后表面无裂纹出现。     

双层辉光离子渗金属技术特点

分析了双层辉光技术的特点,指出该技术在材料表面合金化方面,是一项适合于高熔点金属 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材料进行表面合金化的工艺 技术     

双辉离子TiAl基合金表面Cr-Si共渗及改善其耐磨性能的研究

利用辉光离子渗金属技术,在TiAl基合金表面实现Cr-Si共渗。用SEM、EDS、XRD分别研究了由1号(880℃,2h,13mm)和2号(900℃,4h,18mm)工艺参数制备的合金层形貌、化学成分和相结构。结果表明,1号渗层厚度超过10μm,由外向内依次为Ti5Si3层、Al8Cr5和α2-Ti3Al层、合金过渡层,且与基体呈冶金结合;与之相比,2号渗层厚度仅为5~7μm,表面为富Cr沉积层。摩擦磨损实验结果表明,1号和2号渗层室温耐磨性较基体分别提高7.3倍和4倍,高温(500℃)耐磨性提高26.5倍和17.3倍。     

汽车用钛合金表面双辉等离子Mo合金化层的制备及其摩擦磨损性能

为了改善钛合金的表面摩擦磨损性能,采用双辉等离子合金化法在汽车用近β型钛合金(Ti-5Zn-3Sn)表面制备了Mo合金层,通过微观组织观察及硬度、摩擦系数、磨损率测试等考察了合金化层的形貌以及摩擦磨损性能.结果表明:钛合金表面等离子合金化后,呈现出银白色,表面形貌很不平整,粗糙度和致密性得到提高.钛合金Mo合金化层与基体之间结合很好,没有出现不可控的断层以及裂纹.随着合金化层的逐渐深入,Mo元素占比慢慢降低.在Mo元素固溶强化作用的影响之下,钛合金表面硬度得到明显提高,有效地改善了钛合金表面摩擦学性能.随着Mo合金化温度增加,合金化层的硬度明显增加.合金化后钛合金表面硬度高,受压屈服极限大,黏着效应小,摩擦系数小,磨损率明显降低.     

Ti6Al4V表面双层辉光等离子渗铬及渗层的抗高温氧化性能

钛合金常规表面改性技术多存在与基体结合强度差的不足,采用双层辉光等离子渗铬则可解决这一问题。为此,利用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti6Al4V合金表面渗铬,通过正交试验优选了最优渗铬工艺主参数,对渗层的抗高温氧化性能进行了研究。从渗层厚度和与基体结合强度方面得到了最优工艺参数：源极电压950V,工件电压400V,气压...     

Double Glow Plasma Surface Alloying Process Modeling Using Artificial Neural Networks

A model is developed for predicting the correlation between processing parameters and the technical target of double glow by applying artificial neural network (ANN). The input parameters of the neural network (NN) are source voltage, workpiece voltage, working pressure and distance between source electrode and workpiece. The output of the NN model is three important technical targets, namely the gross element content, the thickness of surface alloying layer and the absorpticm rate (the ratio of the mass loss of source materials to the increasing mass of workpiece) in the processing of double glow plasma surface alloying. The processing parameters and technical target are then used as a training set for an artificial neural network. The model is based on multiplayer feedforward neural network. A very good performance of the neural network is achieved and the calculated results are in good agreement with the experimental ones.     

纯铜双层辉光离子渗镍研究

介绍了采用双层辉光离子渗金属技术在纯铜表面制备Cu-Ni合金层的新方法,讨论了Cu-Ni合金层的组织、成分和性能特点,分析了辉光放电条件、源极溅射率及表面金属势对Cu-Ni合金层形成过程的影响.试验结果表明渗层厚度及渗层质量与辉光放电条件有关,在保证渗金属温度的前提下,应尽可能提高源极电压,降低试件电压.此外,该工艺还具有渗速快、效率高、无污染等优点.     

等离子表面冶金Cr、Mo高速钢的研制

介绍了一种在铁碳合金表面进行等离子合金化及热处理的技术.在低碳钢表面渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢.形成的碳化物细小、均匀、弥散,没有粗大的共晶莱氏体组织.试样经深冷处理后表面硬度达到1600Hv.经X射线衍射分析,表面碳化物晶体结构相主要是有M23C6、M6C和M2C,尺寸≤1μm.     

Ti_2AlNb合金等离子渗碳及其抗冲蚀性能的研究

通过双辉等离子渗金属技术对Ti2Al Nb合金进行等离子渗碳,采用扫描电镜、X射线分析和线扫描等手段来分析渗碳层的微观形貌、元素分布和表面相组成,并且利用冲蚀磨损试验来对比两者的抗冲蚀磨损性能。结果表明,等离子渗碳可以在基体表面形成一个大约30μm的渗碳层;基体显微硬度为393 HV0.1,渗碳层的硬度则达到979 HV0.1;Ti2Al Nb合金抗冲蚀磨损能力在渗碳后有了明显提升。