利用双层辉光放电形成Mo-N硬质镀层

用双层辉光放电在钛合金Ti6Al4V表面形成了Mo N硬质镀层。用X射线衍射仪和纳米压入仪分别对镀层的相结构、硬度和弹性模量进行了研究,并用涂层压入仪对镀层与基体间的结合强度进行了测定。结果表明:Ti6Al4V表面形成了均匀的Mo N硬质镀层,镀层厚约10μm,由面心立方结构Mo2N化合物构成;Mo2N硬质镀层的硬度和弹性模量分别为13.80GPa和261.65GPa;镀层与基体间具有较好的结合强度。

纯铜双层辉光离子临界区渗钛研究

利用双层辉光离子渗金属技术在纯铜表面制备了铜钛合金层。实验结果表明 ,合金层由以铜钛化合物为主的表层和钛在铜中α固溶体与弥散分布的Cu4 Ti有序相的次表层组成。在源极与工件间距固定的条件下 ,表层成分受源极电压、工件电压和温度的影响 ,次表层厚度主要受温度和时间影响。在扩渗初期 ,轰击离子的强度对钛元素有催渗作用。源极电压与工件电压之比V源 V工 ≥ 2 ,气压选在(2 5～ 4 0 )Pa有利于铜钛合金层的形成。纯铜渗钛虽可使材料表面强化 。

纯铜双层辉光离子渗钛组织形成机理及性能分析

采用双层辉光离子渗金属技术对纯铜进行了渗钛处理。用配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和透射电子显微镜对合金层的显微组织形貌、钛含量分布、相组成及相结构类型进行了观察与测定,对合金层的形成机理进行了探讨,并对其性能进行了对比测定。结果表明:渗钛层由合金层和扩散层组成,合金层主要由TiCu+(Cu)固溶体+TiCu4构成,TiCu4为D1a型有序相,TiCu为B2型有序相,扩散层为(Cu)固溶体。渗钛处理后纯铜的表面得到显著强化。

双层辉光等离子表面冶金技术

在离子渗氮技术的基础上,发展了双层辉光离子渗金属技术。该技术已成功地将固态合金元素如Ni,Cr,Mo,W,Ti,Al,Nb,Zr以及它们的组合渗入金属材料表面,形成一系列高硬度、耐磨、抗腐蚀合金层。例如在钢铁材料表面形成高速钢和镍基合金;在钛合金表面形成阻燃及耐磨合金等。该技术已获美、英、加等多国专利。本文简要介绍双辉技术的基本原理、主要工艺参数、主要研究结果和应用等。

双层辉光离子渗金属设备

简要介绍了双层辉光等离子表面合金化设备的类型、组成、功能、结构、原理等。

铁基粉末冶金件双层辉光等离子Cr-Mo共渗研究

采用双层辉光等离子技术在对粉末冶金材料FN0205进行等离子烧结的同时在其表面进行Cr-Mo共渗处理。达到烧结效果的同时在试样表面得到合金渗层,渗层表面Cr含量达到10%左右,Mo含量达到5%左右。渗层厚度达到68μm。合金渗层表面物相由Fe、Fe-Cr、Cr23C6、Cr7C3、Mo2C组成。渗层表面显微硬度达到710 HV,硬度向内呈梯度分布。

双层辉光等离子渗镀铬的研究

利用双层辉光等离子渗金属技术在低碳钢表面进行了不同温度的渗镀铬处理,对用不同工艺获得的渗铬层的相组成、含铬量、表面硬度进行了测试分析。结果表明,通过控制工艺参数可得到沉积层或扩散层或由沉积层与扩散层组成的渗铬层,表面层均由铁及铁铬固溶体组成,表面含铬量最高可达39.49%;与基体相比,渗铬层表面硬度提高不大,固溶强化效果不明显。

双层辉光离子渗钨钼金相组织分析

对双层辉光离子渗钨钼的合金层中析出物进行了金相组织分析，从理论及试验上指出其析出的原因。

双层辉光离子渗金属手用锯条工艺及切削性能

本文将介绍一种新型手用锯条——双层辉光离子渗金属手用锯条。在对已转入生产应用的离子渗金属手用锯条工艺过程及其主要工序进行分析的基础上，对批量处理４５００支连续稳定生产的锯条进行切削性能检测，结果证明该锯条切削性能不仅大大优于高碳钢锯条。

不等电位空心阴极Ar等离子体放电发射光谱的诊断

等离子体中电子激发温度是等离子体的一个重要物理参数之一，对材料表面改性具有非常重要的意义。本实验以时气为工作气体，利用发射光谱法对双层辉光放电等离子体参数进行在线诊断。依据气体放电中的光谱发射谱线强度与等离子体的电子激发温度有关，本实验选择了650～800nm范围舡原子谱线，通过玻尔兹曼方程，采用多线一斜率法对等离子体电子激发温度进行了估算。实验研究了工件电压、源极电压、工作气压等工艺参数对电子激发温度的影响，测量了电子激发温度的空间分布。实验结果表明，随工件电压的升高，电子激发温度先减小后增大，变化过程中有一个电子激发温度突变过程；不同工件电压下，工作气压对电子激发温度的影响规律不同；空间分布测量可知，中间部位处的电子激发温度要比两边高；而源极电压较小时，对电子激发温度影响不太明显。

纯铜双辉等离子体渗镍层形成及扩散机理分析

采用双层辉光离子渗金属技术实现了在纯铜表面的渗镍 ,对渗层中镍元素的分布进行了测定 ,用扩散偶方法计算了铜镍等温互扩散系数 ,并对在辉光放电中影响扩散系数的因素进行了讨论。结果表明 ,纯铜双层辉光离子渗镍是一个先吸附沉积再扩散的过程 ,利用扩散偶方法求得的等温互扩散系数随试验温度及表面镍浓度的提高而增大。只要合理选择放电条件下的各工艺参数 ,便可以有效控制渗层中的镍含量及分布。

风力塔架的双辉等离子表面防护与耐蚀性能

采用双辉等离子表面冶金技术在风力塔架表面进行了Ni-Cr共渗处理,研究了不同共渗温度和共渗时间下合金层的物相组成、显微组织和耐腐蚀性能变化规律。结果表明,不同共渗温度和共渗时间下的风力塔架表面合金层的主要物相都为Ni_(2.9)Cr_(0.7)Fe_(0.36),在衍射角为75.6°处还出现了少量Ni3_Fe相;随着共渗温度的升高和共渗时间的延长,Ni_(2.9)Cr_(0.7)Fe_(0.36)主衍射峰从(111)晶面和(200)晶面过渡至(220)晶面;不同共渗温度下得到的Ni-Cr合金层的耐腐蚀性能都要比风力塔架基体好,且共渗温度为1000℃时得到的合金层的耐腐蚀性能最佳;不同共渗时间下得到的Ni-Cr合金层的耐腐蚀性能都要比风力塔架基体好,且共渗时间为1 h和3 h时得到的合金层的耐腐蚀性能最佳。

Ti6Al4V钛合金表面阴极辅助离子氮化及其摩擦学性能

为改善钛合金表面耐磨性能,利用阴极辅助离子氮化技术(CAN)对Ti6Al4V合金表面进行离子渗氮处理,并与传统直流二极离子氮化技术(CPN)作对比.分析了两种技术所制备氮化层的微观形貌、相组成和显微硬度沿层深的分布,通过球盘磨损实验对比研究了两种氮化层的摩擦学特性.结果表明,由于CAN工艺利用了双层辉光放电效应,使得钛合金表面活性氮原子浓度增高,渗氮效率增大,并明显减弱了工作气体离子对钛合金基材表面的轰击损伤作用,故CAN技术所制备氮化试样表面粗糙度比CPN处理的试样降低约1个数量级,表面TiN相所占比例更高,氮化层硬度和层深更大,表面承载能力更强.因此,在高接触载荷下能够获得比CPN技术制备的氮化层更优的耐磨性能,使Ti6Al4V合金表面磨损速率降低约2个数量级.