表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响

【目的】38CrMoAl钢是液压泵柱塞常用材质之一,其表面性能对液压泵长寿命安全服役尤为重要。磨损是液压泵柱塞的主要失效方式,采用表面强化处理能够突破其性能极限,是实现液压泵高性能、高可靠运行的有效途径。【方法】采用表面织构化和活性屏离子氮化的复合处理工艺对38CrMoAl钢进行表面形性调控,以期实现其表面强化方法。先利用激光加工技术在38CrMoAl钢表面制备凹坑织构,再对38CrMoAl钢和表面织构化38CrMoAl钢进行活性屏离子氮化处理。借助球-盘式摩擦磨损试验机研究表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响。【结果】结果表明,38CrMoAl钢表面生成了ε-Fe2-3N、γ'-Fe4N和CrN;氮化层表面致密且无明显裂纹和孔洞;氮化层均匀、连续,由白亮层和扩散层组成。氮化层的截面硬度呈梯度分布,试样表面硬度最高,随着距表面距离的增大,硬度逐渐降低。38CrMoAl钢相关试样与Al_(2)O_(3)球的干滑动摩擦结果可知,38CrMoAl钢的摩擦系数为0.40,而表面织构-活性屏离子氮化38CrMoAl钢的摩擦系数为0.36;经复合处理后,38CrMoAl钢的磨损失重降低了92.5%.复合处理显著提高了38CrMoAl钢的摩擦学性能。

农业机械零件表面硬度强化的新型辉光离子氮化工艺系统研究

【目的】目前行业中关于机械零件表面硬度强化技术,公认辉光离子氮化技术最为先进,其精度高、加工费用低、材料变形量微小。为了保证农业机械中某些零部件的表面硬度及耐磨性,结合农业机械使用环境和零件结构,改进现有辉光离子氮化工艺系统。【方法】课题组针对辉光离子氮化技术与工艺系统在实际运用过程中的弊端进行技术改造,以目前辉光离子氮化技术系统为基础,研发真空式氨气分子高压电弧电解拆分器,设置分子与离子过滤网、氢离子强力吸附层,与市面上广泛使用的氮化工艺炉相融合并加以改造,制成全新的氨气分子电解拆分式辉光离子氮化特种热处理工艺炉。【结果】课题组提出了一种全新的技术改进措施,突破了目前辉光离子氮化技术的短板,将其应用于农业机械零件的表面强化处理,可显著提高材料表面的硬度,使农业机械具有高的耐磨性、疲劳强度、抗蚀能力及抗烧伤性等。【结论】本研究改进了辉光离子氮化工艺,提升了加工效率,能为企业带来新的经济增长点。

等离子体表面处理与大气压下的辉光放电

与传统的方法相比,等离子体处理的高效、无毒、节能特性使得它在表面处理和灭菌消毒方面有着很好的应用前景,在上述工业领域,“经典”的大气压放电诸如电晕放电、介质阻挡放电以及电弧放电都不适用。然而,尽管低气压下的辉光放电已得到了很好的发展,大气压下辉光放电的实现还存在一些困难。目前,对大气压下辉光放电物理过程的探索集中在其物理机制、图像捕获以及大气压下空气中辉光放电的实现方面。

辉光放电等离子体用于聚丙烯薄膜表面处理

为研究用辉光放电等离子体处理后材料表面成分和分子结构的变化,用辉光等离子体处理聚丙烯(PP)薄膜,利用红外光谱和扫描电镜检测了材料表面微观结构的变化,并用国标规定的装置检测了它的击穿场强。实验证明,处理后的PP膜表面粗糙度增加,且引入了极性基团,微观结构产生了变化,但薄膜击穿强度没有发生明显变化。这为已经进行过很多的、关于等离子体表面处理对材料击穿场强的影响的研究提供了充足的实验证明,另也从微观角度为等离子体表面处理提供了较深入的理论支持。

辉光等离子体氮化铀表面的氢腐蚀

采用辉光等离子体氮化方法制备铀表面氮化样品。俄歇电子能谱和X射线衍射对样品的分析表明,铀表面形成了厚约250nm、主要成分为α-U2N3+x的氮化层,氮化层与基体之间具有平缓的过渡层,且氮在金属铀的基体内有一定扩散。与轻微氧化样品氢腐蚀的对比实验表明,氮化处理使样品表面缺陷密度减少,改性层对氢吸附、扩散有阻挡作用,氢蚀形核较慢且其生长明显受到改性层的抑制,这表明铀表面辉光等离子体氮化可作为延缓氢腐蚀的有效手段。

常压辉光放电等离子体对化纤及其它聚合物材料的表面处理研究进展

常压辉光放电等离子体(APGDP)具有不需要在低气压下运行、可实现连续生产、能产生大面积均匀放电且面功率密度合适等优点,其在化纤及其它聚合物的表面改性上有很好的应用前景,是近期等离子体应用研究中的一个热点。主要综述了APGDP对化纤及其它聚合物的表面处理,并扼要地介绍了APGDP对化纤及其它聚合物的等离子体聚合和等离子体引发的聚合或表面接枝,以及有关化纤染色性的研究。

辉光放电电解等离子体处理制备铁基表面超疏水材料

利用辉光放电电解等离子体技术对铁基底表面进行活化,经硬脂酸修饰,得到铁基底超疏水性材料。考察了放电电压、放电时间、Na2SO4浓度以及硬脂酸乙醇溶液浓度对铁基超疏水表面性能的影响。用接触角仪、X射线光电子能谱、红外光谱和扫描电子显微镜测试技术对铁表面的浸润性、表面元素组成结构以及表面形貌进行了表征和分析。结果表明,经修饰的铁基底表面具有良好的疏水性,其水接触角高达154°,滚动角小于5°,且具有良好的稳定性。

辉光和电晕低温等离子处理对羊毛表面性能的改性研究

讨论了等离子体技术的基本原理及在羊毛纤维表面处理上的应用,采用低温辉光等离子处理和低温射频单电极大气压放电处理2种不同的方法分别对羊毛纤维进行了处理,比较了不同的等离子体处理条件下处理后的羊毛纤维拉伸断裂强度、摩擦性能。应用拉曼光谱、扫描电镜(SEM)对等离子体处理后羊毛纤维的结构与性能进行了细致的研究。实验结果表明,经不同条件的等离子体处理后,羊毛纤维表面出现了不同程度的物理与化学刻蚀作用,纤维的表面性能得到了较大改善。

在辉光放电电解等离子体处理的铜基表面上接枝硬脂酸制备超疏水材料

利用辉光放电电解等离子体技术对铜基底表面进行活化,再经硬脂酸修饰,得到铜基底超疏水性材料.考查了Na2SO4浓度、放电电压、放电时间、硬脂酸-甲醇溶液浓度、接枝时间以及接枝温度对超疏水表面性能的影响.用接触角仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)对铜表面的润湿性、表面元素组成及结构进行了表征和分析.结果表明,经修饰的铜基底表面具有良好的疏水性,接触角高达155.30°,滚动角小于5°,且稳定性良好.

提高灰口铸铁、球墨铸铁辉光离子氮化表面质量方法的研究

灰口铸铁、球墨铸铁的辉光离子氮化质量较难保证,其根本原因在于氮化前工件清洗不当。本文针对上述缺陷,提出“负压清洗法”,经实践证明,在生产中是行之有效的。另外,也对表面粗糙度,氮化表面质量的影响作了探讨。

NiTi形状记忆合金表面辉光离子氮化层的结构与性能

为改善NiTi形状记忆合金表面的生物相容性,采用辉光离子氮化的方法在其表面制备了氮化层,利用多种手段对其表面氮化层的显微组织结构以及表面性能进行了研究。结果表明:经过900℃辉光离子氮化后,不仅在NiTi形状记忆合金表面形成了致密、均匀的TiN层,而且在基体与TiN层之间还形成了均匀的Ti2Ni过渡层,且随着氮化时间的延长,膜层及过渡层的厚度都随之增加。生成的氮化层大大提高了NiTi形状记忆合金的耐腐蚀性能。

铀表面脉冲辉光等离子氮化初步研究

采用脉冲辉光等离子体离子氮化技术对贫铀表面进行了氮化处理,采用俄歇电子能谱(AES)对氮化层进行元素深度剖析,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对氮化层组织结构进行了分析表征。结果表明:脉冲偏压-900 V,工作氮分压50 Pa、100 Pa,氮化时间2.5 h^4 h下在贫铀表面能获得约20μm厚的氮化层,氮化层为U2N3的单一立方结构且均匀致密,脉冲辉光等离子氮化技术能在贫铀表面实现氮化。

加弧辉光放电等离子表面合金化

介绍了加弧辉光离子渗金属装置及基本原理在辉光离子渗金属装置中,引入冷阴极电弧源,实现了快速渗金属,已成功地在普通碳钢表面渗入Ti,Al及Cr—Ni等合金元素,同时分析了10钢渗Ti处理后的渗层组织特征、成分分布。

用双层辉光等离子法在钛表面制备的Ti-Pd合金层性能研究

采用双层辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层。其深度大约为90μm,Pd含量呈梯度变化,并出现了TiPd3,TiPd2,Ti2Pd3,Ti3Pd5,TiPd,Ti4Pd等6种化合物相和Pd相。合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃的8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的溶液中,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的溶液中,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti0.2Pd合金的12.5%。

表面织构-离子氮化复合处理改善316不锈钢的摩擦学性能

针对奥氏体不锈钢表面硬度低、摩擦因数大、耐磨性差等问题,对316不锈钢进行电化学处理获得表面织构,再对获得表面织构的试样进行离子氮化处理。在干摩擦和脂润滑条件下研究了316不锈钢基材和复合处理试样与GCr15钢球和Si3N4陶瓷球配副的摩擦学行为。结果表明:复合处理后试样表层主要由ε相、γ′相和CrN相组成,表面硬度为1 048HV0.1;在干摩擦条件下,表面织构未被完全破坏,在摩擦过程中起到了捕捉磨屑、降低磨损的作用;在脂润滑条件下,表面织构起到了储存油脂提供二次润滑源的作用。与两种摩擦配副在两种测试条件下,复合处理试样的磨损失重量均远低于316不锈钢基体。

加弧辉光离子渗NiCr与喷丸强化复合处理对钛合金微动疲劳性能的影响研究

研究了钛合金表面加弧辉光离子渗 Ni Cr层的相组成和分布 ,对 Ni Cr渗层进行喷丸形变强化后处理 ,以协同提高钛合金耐微动疲劳性能 .研究结果表明 :利用加弧辉光离子渗技术可以获得由 Ni3Ti金属间化合物等组成的渗镀复合层 ,从而提高钛合金的表面硬度和耐磨性能 ;Ni Cr渗层的耐磨性能与喷丸强化引入的表面残余压应力协同作用 ,使钛合金经加弧辉光离子渗 Ni Cr和喷丸形变强化复合处理后的耐微动疲劳性能较单一喷丸强化处理更好 .

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。

钛表面辉光等离子制备Ti-Pd合金层耐蚀性能分析

采用辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层,并对Ti-Pd合金层的耐蚀性进行了研究。结果表明:合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃下8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti-0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的条件下,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti-0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的条件下,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti-0.2Pd合金的12.5%。

常压辉光放电及其在薄膜表面处理中的应用

常压辉光放电 (APGD)是具有较高电子能量的非平衡等离子体 ,比低压辉光放电更易于实现工业化应用。比较了几种获得常压辉光放电的实验方案 ,基于对常压辉光放电等离子体基本物化特性的深入了解 ,探讨了各种等离子体气氛对于绝缘介质薄膜电气及化学特性的作用 (比如憎水性、表面位能等 ) ,并将之用于绝缘介质薄膜的表面处理中 ,对于薄膜性质的改善起到了较好的作用 。

利用双层辉光等离子技术进行镍基耐蚀合金表面合金化的研究

研究了在 2 0钢和不锈钢基材上 ,利用双层辉光离子渗金属技术进行Ni Cr Mo Cu多元共渗表面合金化 ,采用电化学方法对两种基材表面形成的渗层在 5 %HCl中的腐蚀性能进行了测定。结果表明 :在两种基材上都能得到类似于源极HastelloyC - 2 0 0 0合金的表面合金渗层 ,在不锈钢表面上形成的渗层的耐蚀性能接近HastelloyC - 2 0 0 0合金并且优于Alloy 5 9合金 ,在 2