AISI 420F不锈钢表面等离子渗Zr层组织及性能研究

采用等离子合金化技术,在含一定碳量的AISI 420F马氏体不锈钢表面制备Zr/Zr C合金层。研究了等离子渗Zr合金化温度和时间对Zr/Zr C合金层组织、相结构、渗层厚度以及硬度和摩擦磨损性能的影响。利用扫描电镜和光导放电光谱分析仪分析Zr/Zr C合金层表面和截面的形貌及成分分布,用X射线衍射表征渗层的物相组成。结果表明：AISI 420F不锈钢渗Zr后,得到组织连续且致密的渗Zr合金层,合金层由表面富Zr层/富Zr C层/Fe-Cr-Zr-C扩散层组成。在900~1000℃合金化范围内,形成的Zr合金层厚度随渗Zr温度的升高由17μm增加至23μm。在950℃渗Zr时,合金层和富Zr C层厚度随着渗Zr时间的延长分别呈直线和抛物线规律增加;渗Zr后试样的硬度最大值为865HV0.025,与基体（269HV0.025）相比有显著提高;摩擦磨损检测表明,与基材相比,AISI 420F不锈钢经渗Zr处理后,划痕宽度由540降低至360μm,摩擦系数由0.8明显降低为0.4左右,耐磨性得到改善。

QBe1.9铜合金Ti-N等离子复合渗及其摩擦磨损性能

对QBe1.9铜合金进行双辉等离子渗Ti及后续离子氮化复合处理,在其表面制备TiN(Ti_2N)/Ti合金层以改善其摩擦磨损性能。采用扫描电镜、能谱、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪等手段观察分析Ti-N复合渗合金层的组织、成分及相结构,对合金层硬度及导电性进行了分析,并利用往复球盘摩擦磨损试验机研究QBe1.9基材及其Ti-N复合渗后的摩擦磨损性能。结果表明:经过Ti-N复合处理后,在QBe1.9铜合金表面形成厚度为27μm的复合渗层,该渗层包括表面富TiN(Ti_2N)合金层和Ti-Be-Cu扩散过渡层;QBe1.9铜合金经Ti-N复合渗后,表面硬度达964 HV,比基材的硬度明显提高;摩擦因数和比磨损率分别仅为未处理基材的30%和1.38%,达到减摩耐磨效果。表面高硬氮化物的形成是Ti-N复合渗改善QBe1.9铜合金表面性能的主要原因。

QBe1.9铜合金表面等离子Ti+N共渗合金层的摩擦磨损性能研究

对QBe1.9铜合金进行双辉等离子Ti+N共渗,在其表面制备富TiN合金层以改善该铜合金的摩擦磨损性能。采用扫描电镜、辉光放电光谱仪和X射线衍射仪等分析了Ti+N共渗合金层的组织、成分及相结构,对该合金层的硬度进行分析,并利用往复球盘摩擦磨损试验机研究了QBe1.9基材及其Ti+N共渗后的摩擦磨损性能。结果表明:经过Ti+N共渗,QBe1.9合金表面形成了厚度约15μm的富TiN合金层。QBe1.9合金经Ti+N共渗后其表面硬度达486HV,与基材相比有明显提高;其摩擦系数和磨损率与未处理基材相比均有明显降低,达到了良好的减摩耐磨效果。表面高硬富TiN合金层的形成是Ti+N共渗处理改善QBe1.9铜合金表面性能的主要原因。