钛等离子渗氧研究

为了提高钛表面硬度和耐磨性，采用辉光放电等离子渗氧技术对钛进行表面处理．结果表明，渗氧层厚度与氧分压、温度和时间呈明显的对应关系．特别是，在空心阴极辉光放电条件下，离子轰击会加强氧的离子化，促进渗氧，有助于低价态氧化物的形成．在表层所形成的ＴｉＯ其硬度达到或接近ＴｉＮ的硬度水平．

45钢的离子氮碳共渗离子渗氧复合处理

研究了 4 5钢离子氮碳共渗 离子渗氧复合处理工艺。试验表明 ,4 5钢经离子氮碳共渗 离子渗氧复合处理后 ,表层可获得化合物和氧化物的复合层 ,该复合处理可以明显提高 4 5钢的耐磨性。

离子氮碳氧三元共渗对45钢耐蚀耐磨性能的影响与机理研究

研究选择45钢为原材料,分别采用绿色环保离子氮碳氧三元共渗技术(Plasma oxynitrocarburising,PNCO)和传统淬火-抛光-淬火技术(Quench-polish-quench,QPQ)进行表面改性,并利用SEM,XRD,摩擦磨损试验机,浸泡腐蚀实验对比分析2种方法的改性效果,包括截面显微组织、表面形貌、物相、耐磨性和耐蚀性。结果表明,PNCO处理后,获得了与QPQ处理相同的多层次渗层结构,由表层1~2μm氧化膜及次表层化合物层和有效硬化层构成,且PNCO处理后表面氧化膜成纳米结构,化合物层比QPQ更加致密。同时,PNCO处理后,磨损率和腐蚀失重率分别为1.39 mg/(N·m)和0.39%,耐磨耐蚀性均略优于QPQ,为研究绿色高效高性能表面改性技术提供了可行的研究方向。

离子氮碳氧复合渗对45钢耐磨性能的影响

用离子氮碳氧复合渗处理的方法 ,在绝热式离子热处理炉上对 45钢试样进行处理。通过金相显微镜和X射线衍射仪观察了化合物层的显微组织和微观结构及在MPX 2 0 0型盘销式摩擦磨损试验机上进行纯滑动干磨损试验。结果表明 ,45钢经离子氮碳氧复合渗处理后 ,表层可获得化合物和氧化物的复合渗层 ,明显提高 45钢的耐磨性能。

用空气和汽油进行离子氮碳氧多元共渗

研究了40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗工艺,利用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪和扫描电镜分析了渗层组织、表面硬度、相组成和截面形貌,讨论了空气和汽油的比率对渗层组织、相组成及显微硬度分布的影响。试验结果表明,40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗是可行的;离子氮碳氧多元共渗的渗层硬度和厚度随着汽油/空气比例的增加而增加,试样表面的相组成随着气氛的变化而变化,并且氧能促进共渗。

空气流量对45钢离子氧氮共渗的影响

首次采用空气、氮气和氢气混合气源对45钢进行离子氧氮共渗,并研究空气流量对渗速和组织性能的影响。采用金相显微镜、X射线衍射、电化学工作站对处理后的45钢进行测试和分析。研究结果表明,在离子氧氮共渗过程中添加适量的空气比传统离子氧氮共渗有显著的优势,其中空气流量为0.2 L/min时获得最佳渗层厚度与耐蚀性。温度550℃、保温4h工艺条件下,渗层厚度达到约60μm,是传统离子渗氮的2倍以上;耐腐蚀性也比传统离子渗氮有进一步提高。0.2 L/min的空气流量得到的铁氧化合物主要是Fe_3O_4,空气流量≥0.4 L/min时,Fe_2O_3相增加,氮氧共渗效果变差。

2Cr13钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺及性能研究

从温度、时间、氨气流量和混合气(乙醇和二硫化碳混合液)流量方面研究2Cr13不锈钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺,寻找最优的共渗参数,并与常规离子渗氮和变温离子渗氮相比较。利用显微硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站对试样进行分析。结果表明:2Cr13钢经535℃变温共渗8 h,氨气流量1.5 L/min,混合气流量0.25 L/min变温离子共渗处理,表面硬度达到硬化要求,共渗层厚度0.28 mm,梯度平缓;共渗层中微量的Fe3O4可降低摩擦系数,FeS具有储油减磨的特性,使工件耐磨性更好;另外,其耐腐蚀性略低于常规离子渗氮。

乙醇在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗中的作用

研究了40Cr钢在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗过程中乙醇对化合物层厚度的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析。试验结果表明:在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗中,随着乙醇流量的增加,化合层厚度先增加再减少,最表面硬度先增加再减少,过量的碳抑制ε相的生成。

42CrMo钢空气离子氮氧共渗研究

采用不同空气流量对42Cr Mo钢进行离子氮氧共渗,并和常规离子渗氮进行对比。利用金相、显微硬度计、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、厚度、物相、表面硬度及耐蚀性进行了测试和分析。研究结果表明,普通空气可用作42Cr Mo钢离子氮氧共渗处理的氧气源;同样温度和时间条件下,离子氮氧共渗比常规离子渗氮的渗层厚,表面显微硬度提高,硬度梯度更加平缓。同时,渗层中物相含微量Fe3O4,起到提高耐蚀性的效果。同时,研究发现,空气流量0.3 L/min为最佳工艺参数。

前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响

针对钛合金硬度低、耐磨性差的缺点,提出了一种由渗氧和氧氮共渗两个过程组成的低温等离子复合渗工艺,并着重研究了前置渗氧对钛合金表面微观结构、物相组成及耐磨性能的影响。利用SEM、TEM、XRD等手段对复合渗层的微观结构和相组成进行了分析,结果表明,等离子复合渗处理的钛合金样品渗层主要由化合物层和扩散层组成,物相为金红石型TiO_(2)和氮化物TiN_(0.26)。采用显微硬度计、纳米压痕仪和往复式摩擦试验机对渗层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了表征,结果表明,与传统等离子渗氮相比,等离子复合渗处理可增加渗层的厚度,显著提高钛合金的硬度和弹性模量,大幅改善钛合金的耐磨损性能。

45钢离子氮氧共渗与离子渗氮动力学对比研究

在783～843 K温度范围和不同保温时间（30～240 min）对45钢进行了离子氮氧共渗和离子渗氮表面改性处理,对比研究了两种处理方法的动力学。离子氮氧共渗是在离子渗氮的基础上添加流量为0.2 L/min的空气实现的。利用光学显微镜和X射线衍射仪对化合物层显微组织、厚度及物相组成进行了测试和分析。结果表明,添加适量空气可显著促进活性氮原子在基体内的扩散,离子氮氧共渗的扩散系数比普通离子渗氮显著提高,扩散激活能从227.25 k J/mol降低到138.57 k J/mol,从而可达到降低温度或缩短保温时间的效果。同时,计算得到了45钢在783~843 K温度范围内离子氮氧共渗时化合物层厚度与温度T（K）和保温时间t（s）的动力学关系式。

42CrMo钢离子氮碳氧多元共渗及动力学分析

以42CrMo钢为材料,通过在离子氮碳共渗过程中添加空气进行离子氮碳氧多元共渗。采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层形貌、渗层厚度、渗层物相和截面硬度进行分析。研究结果表明,在传统离子氮碳共渗过程中添加适量的空气具有显著的催渗效果,且以空气流量为0.3 L/min的效果最佳,截面硬度也得到大幅度提高。离子氮碳氧多元共渗中氮原子的扩散激活能从传统离子氮碳共渗的56.12 k J/mol降低到25.27 k J/mol。同时,对离子氮碳氧多元共渗的机理进行了分析。

激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织与性能的影响

通过观察金相组织、测量表面硬度和渗层深度、检测耐蚀性等方法,研究了激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织和性能的影响。结果表明,激光淬火预处理缩短了离子碳氮氧硫共渗的时间,降低了共渗的温度。激光淬火预处理可提高共渗工件表面硬度及渗层深度,经激光淬火/离子多元共渗处理后,40Cr钢表面的ε-Fe2-3N相和FeS含量增多,Fe3C含量减少,可明显地改善其耐蚀性。

离子氮碳共渗与离子镀TiN复合处理研究

通过离子氮碳共渗与离子镀硬质膜复合处理在低合金钢基体表面上形成较厚的强化层，可使表面硬度达到２２００ＨＶ０－１ 以上。耐磨性比单一渗氮处理有很大改善，硬质膜与基体结合力用划痕临界载荷（ Ｌｃ） 表示达到６０Ｎ 以上。

喷砂预处理与离子氮碳氧硫复合工艺

按照不同共渗工艺参数,分别对38CrMoAl钢试样进行喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理和离子氮碳氧硫共渗处理。结果表明,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合工艺有利于缩短共渗时间和降低共渗温度;在相同的共渗介质与共渗参数下,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理的表面硬度可达913 HV0.2,渗层厚度大约为0.33 mm,比离子氮碳氧硫共渗分别增加了35%和43%;经喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理后耐腐蚀性增加。

推荐一种金属表面耐磨新技术

低温离子渗硫渗氧表面处理技术(LGM)可减少摩擦系数,提高耐磨性,通过对喷油泵零件及测量头、工装芯轴等零件的应用,大大提高了零件的寿命。通过对出油阀座的试验,开辟了一条用低价值材料替代高价值材料的途径。