H13钢表面不含白亮层的渗氮层制备及其耐磨性能

采用等离子氮化技术对H13钢进行离子氮化,通过改变渗氮气压和温度得到不同成分和厚度的渗氮层,用光学显微镜和X射线衍射仪分析了渗层的组织及物相组成,借助球-盘磨损试验机对渗层在大气环境下与Al_2O_3球对磨时的摩擦学性能进行了研究。结果表明:渗层主要由ε-Fe_(2-3)N、γ′-Fe_4N和少量α-Fe、Fe_2O_3、Fe_3O_4相构成;渗氮温度为510℃时没有形成明显的渗层,渗氮温度为570℃、气压为200,300 Pa和渗氮温度为540℃、气压为100 Pa时渗层只有扩散层,而在其他条件下渗层由白亮层和扩散层组成;氮化后表面硬度为1100～1200 HV,较基体增加1倍左右;在温度为570℃、气压200 Pa制备渗层的摩擦因数比基体大幅度降低,磨痕宽度变窄,比磨损率明显降低,耐磨性明显改善。

封闭磁场非平衡磁控溅射偏压对CrN镀层摩擦学性能影响

采用Teer UDP 650型闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备沉积CrN镀层,通过调变偏压获得不同结构和性能的CrN镀层。试验用划痕法测定了镀层结合强度、用球-盘方法测定了镀层摩擦系数和比磨损率、用压入法评价镀层韧性,硬度测试在维氏硬度计上进行。实验结果表明,随着溅射偏压的升高,离子速流提高,偏压过低或过高均使沉积速率下降,-50V^-70V偏压时沉积速率基本保持稳定。CrN镀层的硬度随偏压的升高而升高,但伴随着韧性的下降。高偏压下沉积的镀层摩擦系数呈下降趋势,偏压在-40V^-70V间制备的镀层对磨WC球时几乎不磨损,但当偏压从-70V提高到-80V时,磨损明显加剧。

Al、Ti共掺杂CrN基镀层的结构调变和摩擦学性能

利用闭合场非平衡磁控溅射技术在高速钢基体上制备具有不同结构的CrAlTiN镀层,采用XRD、SEM等手段对镀层微观组织结构进行了分析,并测试了其力学性能和摩擦学性能。结果表明:与传统的硬质镀层CrN、TiN相比,掺杂Al和Ti元素后的四元CrAlTiN镀层,无论形成多层结构,还是共沉积复合结构,都具有良好的力学性能和低的摩擦系数以及高耐磨损性能。