活性屏离子渗氮技术的研究

在真空室内放置一个钢制网状圆筒 ,并与直流高压电的负极相接 ,在直流电场的作用下 ,通过气体离子对圆筒的轰击溅射 ,产生了一些纳米数量级的活性粒子 ,利用这些高活性的纳米粒子簇可以对放置在圆筒内的钢件表面进行渗氮处理。试验证明 ,这些活性粒子是中性的Fe4 N粒子 ,被处理的工件既可以处于悬浮电位 ,也可以接地。活性屏离子渗氮可以获得和直流离子渗氮同样的处理效果 ,并解决了直流离子渗氮技术多年来一直存在的许多难以克服的问题。

奥氏体不锈钢卡套表面低温离子硬化处理的研究

采用低温离子渗碳硬化处理技术,在316奥氏体不锈钢卡套表面形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(S相),可以实现在不降低表面耐蚀性能的前提下,大幅度提高不锈钢卡套的表面硬度。对低温渗碳硬化处理后的不锈钢卡套再进行一次亮化处理,不仅可以恢复不锈钢原有的颜色,而且还可以进一步提高硬化不锈钢卡套表面的耐蚀性能。

等离子弧热喷焊技术的发展与现状

等离子弧热喷焊技术是一种以等离子弧为热源,以一定成分的合金粉末作为填充金属的表面强化技术。近年来,等离子弧热喷焊技术研究在设备、控制和应用材料几方面都取得了长足的进展。本文介绍了等离子弧热喷焊技术的发展现状和前景展望。

40Cr钢等离子软氮化的后氧化处理研究

为了进一步提高等离子软氮化后40Cr钢的耐蚀性能,对等离子软氮化的试样进行了后氧化处理。氧化处理是在保温式等离子热处理炉内不同比例的H2和O2气氛中进行,通过X射线衍射仪和恒电位仪对复合渗层的组织结构及其耐蚀性能进行了分析比较。结果表明,在H2∶O2=1∶1的混合气体中进行氧化处理的试样可以获得单一相的Fe3O4氧化膜,试样的耐蚀性能最好。

等离子弧零稀释率熔覆处理的研究

利用等离子弧对低碳钢表面预涂的铁基自熔性合金粉末进行了熔覆处理,并对熔覆层的组织结构和性能进行了分析研究。研究结果表明,在一定的工艺参数下,铁基自熔性合金粉末可以在钢的表面形成一层铺展均匀、结合牢固、具有零稀释率特点的熔覆层。

离子氮碳共渗+离子后氧化双重复合处理的研究

用自制的保温式多功能离子热处理炉对 4 5钢进行了离子氮碳共渗 +离子后氧化双重复合处理 (Ion(NC +O)复合处理 )。测试结果显示 ,Ion(NC +O)复合渗层是由黑色致密的Fe3O4 膜 ,厚的ε Fe2 3N白亮化合物层和α(N) +γ′扩散层等三部分组成。经Ion(NC +O)双重复合处理后的 4 5钢表面硬度和耐蚀性能都有显著提高 。

45钢表面真空炉中和高频感应熔覆Ni-Cr合金的研究

通过真空炉熔覆和高频感应加热在45钢表面熔覆N i-Cr合金,利用扫描电镜和能谱仪研究了熔覆层与基体的界面结构、基体组织,并讨论了这两种工艺的特点和机理。结果表明,在感应熔化条件下,熔覆层和基体界面上的涡流突变使得熔覆材料层和基体形成牢固的冶金结合,熔覆层内能够形成有耐磨骨架作用的树枝状晶;同真空熔覆相比,高频感应熔覆具有快捷、基体为正火组织的优势。

纯氮气氛活性屏离子渗氮的研究

在纯氮气氛中,利用活性屏离子渗氮(ASPN)技术对 38CrMoAl钢进行了离子渗氮处理,并对渗层的组织结构、硬度、深度等进行了分析。结果表明,只有直流辉光放电电压高于 800V时,在纯氮气氛中才能进行活性屏离子渗氮处理。通过对等离子放电空间的粒子进行XRD分析发现,放电电压低于 800V时,沉积在基材表面的粒子主要是氧化铁(Fe3O4 );放电电压高于 800V时,沉积在基材表面的粒子才是能进行活性屏离子渗氮处理的铁的氮化物(ε、γ′)。

活性屏离子氮化机理的研究

在真空室内放置一个铁制的网状圆筒 ,并与直流高压电的负极相接 ,在直流电场的作用下 ,通过气体离子对圆筒的轰击溅射 ,产生了一些纳米数量级的活性粒子 ,利用这些高活性的纳米粒子簇可以对放置在圆筒内钢的表面进行氮化处理。实验证明 ,这些活性粒子是中性的Fe4N粒子 ,所以被处理的工件既可以处于悬浮电位 ,也可以处于零电位。活性屏离子氮化可以获得和普通直流离子氮化同样的处理效果 ,并解决了离子氮化技术的不足。

40Cr钢富氮层快速离子渗氮技术的探索

用活性屏离子渗氮(ASPN)技术对40Cr钢进行快速离子渗氮技术的研究。本项研究是利用氮在奥氏体与铁素体中分别具有不同的溶解度和扩散速度的特性,采用了在共析温度以上短时间溶氮和在共析温度以下长时间扩散渗氮的两种不同的渗氮机制,进行交替渗氮处理。试验结果表明,采用这种新的渗氮工艺不仅可以显著提高渗氮处理中氮在钢中的内扩散速度,而且渗氮层具有较高的硬度。这种快速渗氮工艺可以用"吸收-扩散"渗氮模型进行解释。

不锈钢离子渗碳后表面亮化处理方法对渗层形貌和性能的影响

奥氏体不锈钢离子渗碳后,表面覆盖了一层结合牢固、致密的黑色薄膜,不仅影响表面美观度,还影响了耐腐蚀性能。为了恢复不锈钢原有的颜色和提高渗碳不锈钢表面的耐腐蚀性,对其分别进行了机械法和电化学法亮化处理,并对亮化处理后不锈钢表面硬化层的表面形貌、组织结构、硬度及耐腐蚀性能做了比较。结果表明,与机械法相比,电化学亮化处理虽使不锈钢表面硬化层的厚度和硬度略有减小,但表面的耐腐蚀性能却有较大幅度的提高,用电化学法对渗碳不锈钢表面进行亮化处理是一种比较理想的处理方法。

高温涂料保护熔覆技术的研究

推出了一种新的熔覆方法——高温涂料保护熔覆技术,方法是在钢的表面先预涂一层自熔性合金粉末和一层高温保护涂料,然后烘干,其后将试样放入高温电阻炉内加热,待试样加热至自熔性合金粉末的熔点后,将试样取出冷至室温,即可获得表面平整、组织致密、结合牢固的熔覆层。熔覆后的试样还可以进行正火处理,以改善基体的组织和性能。通过金相显微镜、XRD、SEM、EPMA和显微硬度计等分析仪器对熔覆层的组织结构和性能进行了分析研究。结果表明,熔覆层与基体的界面属于具有零稀释率特征的冶金结合。

奥氏体不锈钢的低温离子氮碳共渗研究

利用低压等离子体辉光放电技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行低温离子氮碳共渗硬化处理,处理是在不降低奥氏体不锈钢耐蚀性能的前提下进行的。处理后的奥氏体不锈钢属于一种无氮化铬或碳化铬析出的氮和碳的过饱和固溶体(S相结构)。这种渗入钢中的过饱和氮和碳元素引起奥氏体晶格发生畸变,使渗层的硬度和耐磨性都有较大幅度的提高。由于处理后的奥氏体不锈钢渗层内的最大含氮量和最大含碳量分别出现在不同的深度,因而使离子氮碳共渗处理后的奥氏体不锈钢既有离子渗氮处理的高硬度,又有离子渗碳处理后的高的渗层厚度和良好的硬度梯度等特点。

铸铁表面感应加热熔覆Zn的研究

采用快速感应加热技术对铸铁表面锌熔覆的工艺、熔覆层组织、熔覆层与基体之间界面等进行了研究,并用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等对熔覆层及其界面进行了分析。试验结果表明,感应加热熔覆速度快,热影响区小,熔覆层的组织均匀细致,表面光滑平整。由于在熔覆层与界面处锌与铁形成FeZn6.67和FeZn15等Fe-Zn化合物,所以熔覆层与基体之间可以获得结合强度比较高的冶金结合。

富氮层快速离子渗氮工艺及机理研究

利用正交试验法对活性屏快速离子渗氮工艺参数进行优化,并对正交试验预测的优化工艺参数进行了验证。利用Fick第二扩散定律对快速离子渗氮优化工艺的富氮层进行了氮浓度、氮浓度梯度的计算。试验及计算结果表明,高温渗氮温度、高温渗氮时间和低温渗氮时间对渗层厚度的影响较大,选择合适的参数可以在渗氮时间不变、渗层硬度不降低的前提下显著增加渗层厚度。当富氮层厚度为8μm时,采用快速渗氮技术得到试样内表面与基体之间的氮浓度梯度,为传统渗氮模式的20倍以上。

药芯焊丝双丝高效堆焊技术的研究

为了探索一种新的高效堆焊技术,采用型号为YJ501-1的氧化钛型CO2气体保护药芯焊丝对低碳钢表面进行了双丝堆焊,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱分析仪和显微硬度计等分析方法对堆焊层以及堆焊层与基体之间的界面组织、成分和性能进行分析研究。试验结果表明,利用双丝高效堆焊技术可以在金属表面制备一层结构致密、性能优越、结合牢固、稀释率低的堆焊层。

AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺优化研究

用正交实验法研究了AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺。结果表明,优化后的奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺参数为渗碳温度500℃、C3H8:H2=1:30、氩气流量20 ml/min、渗碳时间6 h。用优化工艺参数处理的奥氏体不锈钢表面可获得单一的Sc相组织,硬度高达780 HV0.05。

活性屏离子渗氮技术中偏压电源伏安特性

研究了活性屏离子渗氮技术中,气体成分、主电压、温度、压强以及笼子尺寸对偏压伏安特性曲线的影响,并用气体放电理论对曲线做出了解释。实验结果表明,在H2或N2/H2气氛中,偏压的伏安特性曲线呈线性增长;而在纯N2气氛中,偏压的伏安特性曲线则呈非线性,并在250 V时出现拐点。研究还发现,在偏压一定的情况下,偏流会随着主电压和气压的升高而增大,随着温度的升高而减小,而笼子尺寸对偏压的伏安特性曲线的影响比较小。

离子渗碳温度对316L不锈钢渗层组织和性能的影响

利用低温离子渗碳技术,在不同温度下对AISI 316L奥氏体不锈钢进行渗碳处理。利用光学显微镜、显微硬度计、XRD以及电化学测试技术研究了渗碳温度对不锈钢表面显微组织和性能的影响。结果表明,渗碳温度显著影响AISI 316L奥氏体不锈钢渗碳层的组织结构与性能。渗碳温度在400-550℃之间时,可以获得无碳化物析出的、具有单一γc相结构的渗碳层;渗碳温度在550℃时,渗碳层为γc相＋Cr23C6＋Cr7C3＋Fe3C＋Fe2C的混合组织。渗碳层的厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加。550℃是AISI 316L奥氏体不锈钢中铬的碳化物析出的临界温度。为了避免铬的碳化物析出而降低不锈钢的耐蚀性能,奥氏体不锈钢渗碳必须在低于550℃的渗碳温度下进行。

工件电位对奥氏体不锈钢活性屏离子渗氮的影响

用活性屏离子渗氮技术分别对处于悬浮电位和阳极电位的AISI316L奥氏体不锈钢进行低温渗氮处理。并对渗氮层的组织、形貌、相结构、显微硬度和耐蚀性能进行分析。结果表明,在这两种电位状态下处理的试样均可获得具有S相结构特征的单相硬化层。渗氮层不仅具有高的硬度,还有良好的耐蚀性能。在活性屏离子渗氮过程中,从活性屏上溅射下来的中性S相粒子也可以起到氮载体的作用。活性屏空间中性粒子和电子的撞击足以消除不锈钢表面钝化膜对氮的阻隔作用。