双层辉光离子W-Mo共渗层中的溶质贫化现象研究

论述了双层辉光离子钨钼共渗层中的沿晶界贫化、表面贫化和晶内析出物μ相周围的贫化现象.分析了贫化的形成原因及其对工件性能的影响,提出了消除贫化现象的方法.

双层辉光离子渗W-Mo后析出物TTT图测定

双层辉光离子渗W Mo后由于冷却速度缓慢 ,渗层中尤其在晶界上出现大量析出物 ,造成渗层质量严重下降 ,虽后经固溶处理 ,但由于其组织遗传等原因 ,依然造成不良影响。针对这个问题 ,首先采用恒电流电解萃取析出物 ,然后用X射线衍射法对析出物进行定性分析 ,结果表明析出物主要为 μ相 ;其次应用金相法和定量金相分析仪测定了析出相的等温转变动力学图 ,该图表明析出相分别在 950℃和 1 1 50℃达到转变高峰 ,孕育期分别为 6～ 8min和 4～ 5min。

基于双层辉光离子渗金属的离子轰击金属靶材的计算机模拟

轰击离子的产生、输运以及离子对靶材的溅射过程是实现双层辉光等离子渗金属的重要一环。基于辉光放电的理论以及COMSOL Multiphysics软件对典型的双层辉光等离子渗金属装置进行了建模,分析了轰击离子的能量范围,结合经典散射理论和蒙特卡罗方法,使用SRIM软件详细地模拟了Ar+对金属靶材的溅射过程。结果表明:溅射原子的位置集中在金属靶材入射位置的附近,形成环状的溅射坑。溅射原子的能量集中在20 eV内,随着入射离子能量的增加,会出现一些高能量、大角度的溅射原子。溅射产额随着靶材原子d壳层电子填满程度的增加而增大,溅射产额主要来自低能反冲原子。溅射产额越大意味着低能反冲原子越多,能量传递越分散,溅射原子能量越低。

双层辉光离子渗W-Mo后球状析出相的研究

在双层辉光离子渗钨钼后形成了多种形态的析出物 ,本文主要针对其中的球状相 ,首先利用 SEM对球状相进行了微区成分分析 ,同时给出了它与 μ相析出的关系图 ;其次主要讨论了球状相的分布特点以及形成原因。对于球状相形成原因的探讨 ,有利于进一步澄清双层辉光离子渗钨钼后试样产生脆性的原因 。

影响双层辉光离子渗W-Mo后μ相析出动力学因素探讨

双层辉光离子渗后试样随炉冷却 ,在渗层中形成大量的脆性金属间化合物析出相 ,使试样力学性能严重下降。定性相分析结果表明 :该析出物主要为μ相。本工作从μ相的显微组织入手 ,针对 μ相的形成机理 ,详细分析了影响其析出的动力学因素 :主要包括化学元素、温度以及时间对它的影响。提出了抑制 μ相形成切实可行的有效措施。

Ti6Al4V表面双层辉光离子渗Mo及其摩擦学性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术在Ti6Al4V合金表面渗Mo,用球-盘磨损试验机对试样的摩擦性能进行了研究.结果表明:Ti6Al4V合金表面渗Mo可以形成均匀的表面改性合金层,合金层由沉积层和扩散层构成;合金层的硬度和弹性模量分别为10.86GPa和278.84GPa,较Ti6Al4V有较大提高;渗Mo后的试样在干摩擦小滑动距离下表现出一定的减摩作用,耐磨性明显增强;在油润滑条件下,渗Mo改性层具有优异的减摩和耐磨性能.

双层辉光离子渗金属技术特点分析

详细介绍了双层辉光离子渗金属技术的基本原理、放电模式及渗金属过程。并就该技术的优势和特点进行了理论分析。结果表明,该技术在表面合金化技术领域中,是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表面进行合金化的实用工艺。

纯Ti及Ti-6Al-4V双层辉光离子渗Mo

针对钛(T i)合金存在的耐磨性较差的问题,采用双层辉光离子渗金属技术,在工业纯T i和T i合金T i-6A l-4V合金表面渗钼(M o),制备出T i-M o合金层。渗层组织为-βT i(M o)固溶体,成分及硬度均呈梯度分布。利用划痕法研究了渗层与基体间的结合强度,结果表明:渗M o后,持续加载100 N未发生渗层剥落现象;球盘磨损实验表明,T i-6A l-4V渗M o后,比磨损率降低为基体材料的1/500。磨损性能的提高得益于表面合金层中M o元素固溶强化而产生的高硬度。

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。

Ti_2AlNbO相合金双层辉光等离子渗Mo摩擦性能

利用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti2AlNbO相合金进行渗Mo工艺研究。采用扫描电子显微镜、辉光放电光谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了渗Mo层的微观组织、化学成分、相组成和显微硬度。采用可控气氛微型摩擦磨损实验仪进行耐磨性研究。在最佳工艺参数下,渗Mo层可达100μm,表面Mo含量超过90%,且从表面到心部呈梯度分布。渗Mo层主要由纯Mo及Al5Mo相组成,硬度HV达8000MPa,渗Mo试样的平均摩擦因数为0.085,较Ti2AlNb基材降低6倍,磨损率仅为基材的7.5%。结果表明:Ti2AlNbO相合金表面的耐磨性能得到极大地提高。

Ti-6Al-4V表面双层辉光离子渗Cr研究

利用双层辉光离子渗金属技术,在Ti-6Al-4V的表面渗入Cr元素,形成Ti-Cr阻燃合金层。系统地研究了温度、保温时间、源极电压、工件电压、极间距等工艺参数对渗层显微组织、成分及厚度的影响,得出了合理的工艺参数。870℃渗Cr 2 h,渗层厚度可达到60μm以上。阻燃合金层的成分呈梯度分布,显微组织为基体组织加少量弥散分布的Cr2Ti金属间化合物。初步阻燃试验证明,渗Cr合金层起到了预期的阻燃效果。

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。

钛合金表面双层辉光离子渗铝的研究

利用双层辉光渗金属技术,以铝为源极、TC4(Ti-6Al-4V)为阴极、氩气为工作气体,依靠辉光放电和不等电位空心阴极效应在TC4表面形成合金层。采用X射线衍射和辉光放电光谱分析了合金层的相组成及渗层内Al元素的分布,并对其进行硬度测试。结果表明:渗层由Ti3Al和α-Ti组成;铝的含量可达18%;渗层厚度可达13滋m;其硬度比经渗铝处理后的有了较大程度的提高。

Ti_2AlNb双层辉光等离子渗Cr的摩擦磨损性能研究

采用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti2AlNbO相合金进行渗Cr处理,采用扫描电子显微镜、辉光放电光谱分析仪及X射线衍射仪分析了渗Cr层的微观组织、化学成分及相组成,由表及里测试了渗层显微硬度分布,通过无润滑条件下的球-盘式摩擦磨损试验研究了渗Cr处理对其摩擦磨损性能的影响.结果表明:渗Cr层厚度约30μm,表面Cr含量达38%且由表及里呈梯度分布;渗Cr层主要由Al8Cr5、AlNb2及Cr2Nb、Cr2Ti等相组成,硬度达950HV,渗Cr试样的平均摩擦系数为0.10;磨损率仅为Ti2AlNb基材的1/20.

双层辉光离子渗金属电极结构的研究

通过对双层辉光离子渗金属技术的基本电极结构研究认为:电极结构可分为平板型、空心阴极型、不等电位空心阴极型和复合型等四种形式;通过实验证实,管状零件内表面离子渗金属的电极结构是正确的。

双层辉光等离子制备TiN渗镀层的耐蚀性能

利用双层辉光等离子表面合金化技术,在Q235钢表面直接合成TiN渗镀层,该渗镀层由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成。将TiN渗镀层与Q235钢基体和1Cr18Ni9Ti不锈钢在4%的NaOH溶液、l mol/L H2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中分别进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在4%的NaOH溶液中,TiN渗镀层的耐蚀性能比Q235钢提高了26.8倍,与1Cr18Ni9Ti不锈钢相当;在l mol/L H2 S04溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比Q235钢提高了10.5倍,比1Crl8Ni9Ti不锈钢提高了1.65倍;在3.5%的NaCl溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比Q235钢提高了10.3倍,但比1Crl8Ni9Ti不锈钢稍差。TiN渗镀层耐酸碱性溶液腐蚀性能要比耐盐溶液腐蚀性能强。

双层辉光离子渗Ni-Cr-Mo-Cu合金的工艺

在20钢基材上,利用双层辉光离子渗金属技术进行Ni-Cr-Mo-Cu多元共渗正交实验工艺研究.结果表明,工艺参数对渗层的元素总含量以及渗层的厚度有较大的影响,并确定了最佳工艺参数为源极电压1050V,工件电压250V,气压35Pa,极间距15mm.

双层辉光离子渗金属主要工艺参数的研究

分析了双层辉光离子渗金属生产过程中的主要工艺参数及其影响．结果表明，源极表面放电功率是影响渗层质量的主要因素．井进行了实验验证．

Q235钢表面双层辉光离子强化层摩擦磨损性能

在真空容器中,设置提供含有欲渗合金元素Mo,Cr的供给源和被渗Q235钢试样,利用双层辉光离子渗金属技术,在试样表面进行Mo-Cr共渗,之后经渗碳、淬火及回火复合处理形成强化层。Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,表面Mo含量可达20%(质量分数,下同),Cr含量达到10%。复合处理后表面硬度达到1300HV0.025。M-200磨损试验机磨损实验表明,摩擦因数平均在0.1左右,平均相对耐磨性是GCr15钢经渗碳、淬火及回火后的2.25倍。

双层辉光离子渗金属技术的效果及应用

综述了双层辉光等离子单元渗技术、多元渗技术、复合渗技术的研究成果及主要应用实例。结果表明,双层辉光等离子渗金属技术能成倍提高零件表面的耐磨性或耐蚀性、抗氧化性,从而延长零件乃至整机的使用寿命,对节能、节材、保护环境以及降低机具运行成本发挥着重要作用。