TiC/DLC多层膜的制备及组织形态

本文采用非平衡磁控溅射沉积技术,以甲烷气体为碳源,99.99%Ti为靶材制备了TiC/DLC多层膜。利用X射线衍射仪、电子显微镜、俄歇电子能谱仪和拉曼光谱仪等对TiC/DLC多层膜的组织、结构、形态及成分进行了分析。结果表明:Ti与C结合生成TiC晶相,过渡层中TiC相呈柱状晶生长,多层膜中的TiC分层以岛状模式生长,DLC分层以层状模式生长,TiC/DLC膜层中含有金刚石成分。TiC/DLC的多层结构受沉积参数的影响,当分层的沉积时间少于1 min时,很难获得清晰的层状结构薄膜,膜中Ti的含量随Ti靶电流的增加而增加;过渡层的引入,提高了膜与基体的结合力,并且过渡层的厚度增加,TiC/DLC膜层同基体之间的结合力增强。     

沉积气压对W-S-C复合薄膜结构和摩擦学性能的影响

采用磁控溅射方法制备W-S-C复合薄膜,研究沉积气压对薄膜结构和摩擦学性能的影响。结果表明,复合膜以非晶或纳米晶结构生长,沉积气压低时薄膜中C含量高,薄膜结构致密;沉积气压高时薄膜中WSx含量高,薄膜致密性下降。复合膜硬度在HV420～500之间,并且随着沉积气压的增加,硬度逐渐下降。在潮湿大气中的摩擦磨损实验表明,实验载荷越大摩擦因数越小;随着沉积气压的增加,复合膜的摩擦因数先降低后增加;当沉积气压在0.45～0.55 Pa时,复合膜的摩擦因数最低约为0.1,耐磨性能最好。     

离子渗氮压力对H13钢摩擦磨损性能的影响

研究了等离子渗氮压力对H13模具钢渗层组织、显微硬度和摩擦学性能的影响,对磨损后的显微形貌进行了分析,对磨损机理进行了探讨.结果表明:选择N2与H2的体积比为2∶ 1,渗氮温度为540 ℃,渗氮压力为1066 Pa的工艺条件,渗氮层厚度值最大,硬度曲线最平缓,摩擦因数低,磨损量最小,具有相对较好的耐摩擦磨损性能.     

硬质薄膜的研制及其在模具上的应用

材料的磨损、腐蚀及其它环境损伤是机械工业面临的基本问题之一,近年来,由离子参与和等离子体增强的各种气相沉积技术的应用为解决这一问题提供了有效的途径,许多技术已实现工业化生产。本文综述了各种硬质薄膜的发展状况、性能及应用情况,并总结了广州有色金属研究院在这方面的研究开发工作。     

钛合金表面Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜制备及性能

采用多靶位真空阴极电弧沉积技术,在TC11钛合金表面制备24周期的Ti-TiN-Zr-ZrN软硬交替多元多层膜。用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、结合力划痕仪、球-盘摩擦磨损试验仪、砂粒冲刷试验仪和3D表面形貌仪,研究多层膜的表面及截面形貌、相结构、厚度、硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗砂粒冲蚀性能。结果表明:所制备TiTiN-Zr-ZrN多层膜厚度约为5.8μm,维氏显微硬度为28.10GPa,膜基结合力为56N;TC11钛合金表面镀多层膜后耐磨性提高了一个数量级,体积磨损率由7.06×10~(-13) m~3·N~(-1)·m~(-1)降低到3.03×10~(-14) m~3·N~(-1)·m~(-1);多层膜软硬层交替的结构,受砂粒冲蚀时裂纹扩展至金属软层时应力的缓冲而出现偏转,对TC11钛合金有良好的抗砂粒冲蚀保护作用。     

硬化工艺对双辉渗银不锈钢膜层结构及性能的影响

不锈钢双辉渗银处理获得的渗银层硬度较低且不耐磨,因此设计硬化方案对渗银不锈钢进行硬化,以改善其耐磨性。采用等离子氮碳共渗技术进行渗银层的改性工作,对不同工艺下膜层的微观形貌、成分及物相构成进行了分析,并对比了其硬度及磨损性能。两种硬化工艺下测得的硬度及磨损试验数据如下:渗银处理(×3h)+渗氮碳处理(×10h)工艺制备的试样表面硬度值为283HV0.025,15s,平均摩擦系数为0.4287,磨损失重为12.9mg;渗氮碳处理(×10h)+渗银处理(×3h)工艺制备的硬度值为544HV0.025,15s,平均摩擦系数为0.4266,磨损失重为11.5mg。可以看出渗银处理(×3h)+渗氮碳处理(×10h)工艺未提升渗银不锈钢的表面硬度,渗氮碳处理(×10h)+渗银处理(×3h)工艺将渗银不锈钢的表面硬度提升了近1倍。两种硬化工艺对渗银不锈钢的耐磨性能略有改善。     

NdFeB磁体表面镀铝膜层退镀液配方的研究

用NaOH作腐蚀剂,添加辅助盐、表面活性剂、配位剂和缓蚀剂,研制了一种高效稳定的NdFeB表面镀铝膜退镀液。以Nd Fe B试样表面的铝含量和基体失重量作为性能评定指标,通过正交试验确定了优化的退镀液配方为:NaOH 10 g/L,Na_2CO_3 30 g/L,十二烷基苯磺酸钠6 g/L,EDTA-2Na 4g/L,六次甲基四胺4 g/L。优化的退镀液在室温条件下退镀3 min,即可把NdFeB基体上约12μm厚的铝膜退除干净,而且退镀后基体的剩磁、矫顽力和最大磁能积仅分别变化1.27%、1.25%和0.47%,磁性能损伤较小。探讨了NdFeB表面镀铝膜层的退镀机理。     

镁合金表面离子辅助蒸镀铝膜的耐蚀性研究

采用离子辅助热蒸镀技术在AZ91D镁合金表面沉积了厚度为100μm的单层铝膜及厚度为(25+25)和(50+50)μm的双层铝膜,并对试样表面进行喷丸+化学转化后处理,研究了铝膜的结构和耐蚀防护性能。结果表明:不同工艺的镀铝试样表面铝膜形貌相似,晶粒清晰、细小,呈柱状紧密排列,存在少许孔缝;双铝膜层中有明显的界面,界面处致密且结合紧密。经后处理,膜层表面致密性提高,并生成一层耐蚀化学转化膜。采用双层工艺铝膜能大幅度提高基体的耐腐蚀性能,100μm单层膜镀铝试样的盐雾寿命为6 h,(25+25)和(50+50)μm双层膜镀铝试样的盐雾寿命分别为72和460 h。(25+25)和(50+50)μm的镀铝试样自腐蚀电流密度分别为3.86×10-6和4.3×10-7A/cm~2,比基体降低了2~3个数量级。