高效离子氮化奥氏体不锈钢及助渗方法的研究进展

等离子体辅助氮化技术因具有氮化速率较快、渗层氮含量高、工艺绿色环保等优点成为研究的焦点。本文综述了活性屏等离子体辅助氮化、低压电弧等离子体辅助氮化和热丝增强等离子辅助氮化的新型等离子氮化技术。同时,发现通过添加稀土元素、增加预处理、后氧化等复合氮化处理可以进一步增强氮化效果。

不同过渡层对CrAlN涂层结构和膜基结合力的影响

为调节CrAlN涂层结构,提高CrAlN涂层的膜基结合力,本文采用等离子体增强磁控溅射系统在316L奥氏体不锈钢表面沉积CrAlN涂层,并在CrAlN涂层与基体之间增加纯Cr、Ti过渡层,对涂层的形貌、成分、相结构和结合力进行对比研究。分别采用XRD、SEM和划痕仪、洛氏压痕仪等表征不同涂层的显微结构和结合性能。结果表明,CrAlN涂层均以立方结构的(Cr,Al)为主,并含有少量AlN与CrN相。以Ti为过渡层的CrAlN涂层中未观察到AlN相,Al/(Al+Cr)原子比最低,结合力最好。

高速离子渗氮对不锈钢表面改性的研究

低温离子渗氮能够在不破坏不锈钢耐蚀性的同时有效提高其耐磨性能,因此广泛应用于机车零部件、化工、电力、轻工、医药等多个领域。然而,低温离子渗氮的低效率限制了该技术的应用,因此需要开发一种新型的高速离子渗氮方法对不锈钢表面进行改性处理。文章采用高脉冲偏压技术,在不锈钢表面实现了一种高速离子渗氮,渗氮速率可达到16.7μm/h,并研究了偏压大小对渗氮速率、渗氮层结构、硬度及耐磨性的影响。分别采用XRD、SEM、纳米压痕仪、摩擦磨损仪表征渗氮层的相结构、截面形貌,以及摩擦学性能。结果表明,当偏压为-600 V时,制备出厚度约为66.8μm的超厚渗氮层,表面硬度最高为15.15 GPa,摩擦系数降至0.05,获得了良好的耐磨性。