模具钢表面连续激光沉积TiN类薄膜的研究

利用波长为10．6mm的CO2连续激光诱导化学气相沉积的方法，在模具钢基体上沉积TiN类薄膜。采用XRD、OM、SEM、EDS等手段分析薄膜的组织和相结构。结果表明，当激光功率为600W，扫描速度为2mlrffs。通过H2、N2和TiCl4之间的化学反应，在模具钢表面获得了均匀致密的枝晶组织，其显微硬度最高可达2500HV。     

模具钢表面连续激光沉积TiN类薄膜的研究

利用波长为10.6 μm的CO2连续激光诱导化学气相沉积的方法,在模具钢基体上沉积TiN类薄膜.采用XRD、OM、SEM、EDS等手段分析薄膜的组织和相结构.实验表明,当激光功率为600W,扫描速度为2 mm/s时,通过H2、N2和TiC14之间的化学反应,在模具钢表面获得了均匀致密的枝晶组织,其显微硬度最高可达2500HV.     

模具钢表面连续激光沉积TiN类薄膜的研究

利用波长为10．6gm的CO2连续激光诱导化学气相沉积的方法，在模具钢基体上沉积TiN类薄膜。采用XRD、OM、SEM、EDS等手段分析薄膜的组织和相结构。实验表明，当激光功率为600W，扫描速度为2mm／s，通过H2、N2和TiCl4之间的化学反应，在模具钢表面获得了均匀致密的枝晶组织，其显微硬度最高可达2500HV。     

P20汽车模具钢表面激光淬火对其组织与性能的影响

采用激光淬火技术对P20模具钢进行表面热处理，对淬火层的微观组织和摩擦磨损性能进行了研究，并就激光淬火技术对模具钢的强化机理做出阐释。结果表明：基体为已经分解的珠光体组织，P20模具钢淬火区域的组织为针状马氏体和板条状马氏体，并且随着激光功率的增大，马氏体组织出现粗化现象；淬火后主要形成了(Cr, Fe)、(Mn, Fe)固溶体，产生了固溶强化；经过激光淬火后的P20模具钢的硬度得到很大提升，最大硬度值为520 HV,测得淬硬层的深度约为0.93 mm;激光功率为1800 W时，淬火层的磨损率仅为0.36%,摩擦因数为0.2013。P20模具钢激光淬火的摩擦磨损机理为磨粒磨损+氧化磨损，同时伴随少量的剥落现象。     

CrWMn冷作模具钢激光热处理组织和性能研究

为了提高CrWMn冷作模具钢表面硬度和耐磨性,通过HGLaser6060激光器对CrWMn钢进行激光表面热处理。运用金相显微镜观、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究激光热处理工艺参数对CrWMn钢激光淬火层的组织和性能的影响。结果表明,激光表面热处理后,模具钢的硬化层组织明显细化,表面硬化层厚度约为0.60 mm,且表面硬度明显高于心部,耐磨性性能显著提高。     

ZnO薄膜的脉冲激光沉积及性能研究

利用脉冲激光沉积技术在氧的活性气氛下烧蚀锌靶,在石英玻璃衬底上沉积获得ZnO薄膜,分析并研究了薄膜的微观组织及表面形态及激光能量密度、基体温度、氧压等工艺参数对沉积ZnO膜的影响.结果表明,在基体温度为450～550 ℃、氧压为31 Pa、激光能量密度为31 J/cm2条件下,膜表面完全氧化,ZnO沿(002)晶面生长;当基体温度为500 ℃时,ZnO薄膜光学性能优异.     

脉冲激光沉积技术制备IrO2薄膜的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制得了导电氧化铱(IrO2)薄膜.讨论了沉积参数(O2分压、衬底温度)对IrO2薄膜的结构、表面形貌和导电性的影响.结果表明20 Pa为最佳O2分压、400℃～500℃为适宜的沉积温度,此条件下制得的IrO2薄膜结晶完整,组织均匀、形状一致,排列致密,其最低电阻率约为42μΩ·cm.     

激光化学气相沉积(LCVD)制取TiN薄膜

研究了在W18Cr4V高速钢基体上，用CO2连续激光诱导化学气相沉积TiN薄膜的工艺方法。激光功能600W，在H2、N2、TiCl4反应系统中沉积出TiN薄膜，薄膜的颜色呈金黄色，显微硬度为2500HV。     

工模具钢表面化学气相沉积法强化技术应用研究

在实验和理论分析的基础上,利用化学气相沉积技术在工具钢和模具钢基体表面沉积TiN薄膜,以提高模具表面强度和耐磨性.     

热作模具钢激光表面改性研究现状

综述了激光表面改性技术在热作模具钢表面改性中的应用现状;介绍了激光相变硬化、激光熔凝、激光合金化及激光熔覆对热作模具钢表面组织结构和性能的影响,并对热作模具钢激光表面改性技术进行了展望。     

3Cr2W8V钢模具离子镀TiN

用多弧离子镀在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热镦上沉积ＴｉＮ，测定涂层与基体的结合力，试验表明，ＴｉＮ涂层模具表层不出现热模具通常存在的低硬度层，ＴｉＮ涂层硬度高，摩擦系数小，与基体结构力强，抗热疲劳和热磨损性能好。     

不锈钢根管锉镀覆TiN、ZrN膜的沉积工艺与性能研究

目的通过在不锈钢根管锉表面镀覆Ti N、Zr N薄膜,以提高其切削性能。方法采用磁控溅射技术,调整沉积时间、基片偏压、占空比等工艺参数在不锈钢根管锉上分别沉积Ti N、Zr N薄膜。对Ti N、Zr N膜层进行SEM断面分析、XRD相组成分析、表面硬度测试、膜层附着力测试,考查了Ti N、Zr N薄膜的厚度、相组成、硬度以及附着力。通过对镀膜后的根管锉进行电化学腐蚀试验、模拟临床切削试验,分析了镀膜后根管锉的耐蚀性和切削性能。结果随着工艺参数的变化,Ti N、ZrN薄膜的厚度、相结构以及硬度均显示了规律性的变化。镀覆Ti N、Zr N薄膜的不锈钢根管锉的自腐蚀电流密度相对于未镀膜的根管锉均明显降低。确定了Ti N膜层和Zr N膜层的优化沉积工艺分别为沉积时间1 h、负偏压100 V、占空比60%和沉积时间1h、负偏压150V、占空比60%。优化工艺下镀膜的不锈钢根管锉的切削数量和切削效率显著提高。结论和未镀膜不锈钢根管锉相比,镀覆Ti N、ZrN薄膜的不锈钢根管锉的表面硬度、耐蚀性能均有显著提高。最优工艺下制备的镀覆Ti N、Zr N薄膜的不锈钢根管锉兼具切削数量、切削效率以及切削稳定性等方面的综合优势,和未镀膜不锈钢根管锉相比,切削效率提高60%～75%,切削树脂模拟根管数量达到1.7～2倍,实现了切削性能的显著提升。     

金属和陶瓷配副件条件下TiN薄膜的摩擦学特性

多弧离子镀TiN薄膜具有广泛的应用.采用多弧离子镀技术在不锈钢衬底表面沉积了TiN薄膜.用显微硬度计测试了TiN薄膜的硬度,用往复球-盘式摩擦磨损试验机评价了在GCr15和Si3N4两种不同配副件及空气中干摩擦条件下TiN薄膜的摩擦学性能,用表面轮廓仪测试了磨痕处的磨痕轮廓,用配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)观察和测试了磨痕形貌和磨痕处主要化学元素组成,用金相显微镜观察了配副件磨损表面形貌.结果表明:在不同配副件条件下,TiN薄膜的摩擦因数随速度和载荷的增加均出现了降低的趋势.而在相同速度和载荷下,以GCr15为配副件时TiN薄膜的摩擦因数小于以Si3N4为配副件时的摩擦因数.以Si3N4为配副件时TiN薄膜主要表现为磨粒磨损.以GCr15为配副件时TiN薄膜几乎没有磨损,而配副件GCr15主要表现为磨粒与粘着磨损.     

奥氏体不锈钢上功能梯度SiC薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢基片上制备了SiC单层膜和Ti/TiN双层膜以及Ti/TiN/SiC功能梯度薄膜。采用XRD和显微硬度计对薄膜的结晶质量和硬度进行表征;用AFM和SEM对薄膜的表面和截面形貌进行了表征。结果表明:Ti/TiN双层膜在氩氮流量比为15∶15时,薄膜的结晶质量最好,硬度最高,达到15.6 GPa,最适合作为钢基SiC薄膜的缓冲层。另外,功能梯度SiC薄膜比SiC单层膜的结晶质量好;不同退火温度下功能梯度SiC薄膜的硬度高于SiC单层膜,同时功能梯度SiC薄膜的表面结晶质量也优于SiC单层膜。     

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 利用磁过滤阴极电弧镀分别在硬质合金和高速钢基体上沉积厚度约2～3μm的TiN薄膜,并用MEVVA源离子注入装置对TiN薄膜注入金属离子V+和Nb+。应用北京同步辐射装置（BSRF）的同步辐射光源,采用掠入射X射线衍射（GIXRD）的方法对TiN薄膜表面离子注入层的微观结构进行了分析研究。结果表明：未经过离子注入的TiN薄膜均存在特定方向的择优取向,而较小剂量(1×10ˇ17ions/cm2)的离子注入可以使晶粒细化、择优取向减弱或改变;当离子注入的剂量达到5×10ˇ17ions/cm2时,TiN薄膜表面离子注入层被非晶化。结合透射电镜的研究结果,观察到TiN薄膜表面非晶层的厚度约为50～100nm,并简要地讨论了离子注入过程对微观结构的影响机制。     

基体负偏压对TiAlN/TiN膜层组织成分及硬度的影响

采用多弧离子镀技术在40Cr基体上制备TiAlN/TiN复合膜层;利用金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪研究基体负偏压对膜层硬度的影响.结果表明:基体负偏压对膜层性能有显著影响,过高或过低的基体偏压会使得膜层表面不平整,表面显微硬度降低.基体负偏压越高,膜层中Ti、Al原子的含量就越低.     

20CrNiMo表面针状空心阴极辉光放电制备TiN研究

在真空炉内以针状钛丝为溅射源极,以氩气和氮气为放电气体,利用辉光放电现象、尖端放电和空心阴极效应在20CrNiMo表面复合渗镀合成TiN改性层,目的是提高20CrNiMo表面的耐磨性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了改性层的截面形貌;测量了改性层的显微硬度并用XRD观察分析了改性层的相结构;采用MFT–4000型高速往复磨损试验机对渗镀改性层的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:在试验工艺条件下20CrNiMo试样表面制备的TiN改性层厚度约为40μm。改性后表面摩擦因数为0.169,较20CrNiMo基体的摩擦因数0.324明显减小,耐磨性能提高。     

气相沉积 Ti / TiN 多层薄膜的力学及耐腐蚀性能研究

目的研究多层薄膜的界面对薄膜性能的影响。方法通过直流磁控溅射法在45#钢表面制备Ti N及Ti/Ti N多层薄膜,采用扫描电镜和XRD衍射分析仪对薄膜表面形貌及相结构进行观察和分析,使用纳米压痕仪、电子薄膜应力分布测试仪对Ti N及Ti/Ti多层薄膜的力学性能以及残余应力大小进行研究,并运用电化学设备对Ti N及不同调制周期的Ti/Ti多层薄膜的耐腐蚀性能进行研究。结果制备的Ti N及Ti/Ti N多层薄膜表面光滑且结构致密,Ti N晶粒细小且为非晶相;薄膜力学性能良好,内部均存在残余压应力。随着调制周期的减小,弹性模量和硬度先减小后增大,内部残余应力逐渐减小且分布不均匀程度逐渐增大。薄膜在H_2SO_4中的腐蚀试验表明:当Ti/Ti N多层薄膜调制周期为1μm时,多层薄膜的耐腐蚀性能不如Ti N薄膜,随着Ti/Ti N多层薄膜随调制周期的减小,多层薄膜的耐腐蚀性能逐渐升高;当调制周期为0.5μm时,Ti/Ti N多层薄膜的耐蚀性能已超过Ti N薄膜。结论 Ti/Ti N多层薄膜界面的增多有助于减小薄膜的残余应力,并且可提高薄膜的耐蚀性能。     

Effects of titanium-implanted pre-treatments on the residual stress of TiN coatings on high-speed steel substrates

This investigation examined how titanium ion implantation pre-treatment affects the residual stress of TiN coatings on M2 high-speed steel. Ions were implanted by metal plasma ion implantation. The adhesion strength of the TiN coatings was enhanced by pre-treatment that implanted Ti into the M2 tool steel substrate. The implanted substrate functioned as a buffer layer between the deposited TiN and the tool steel substrate, resulting in variations of the residual stress. The residual stress determined by glancing-angle XRD demonstrates that the deposited TiN films on ion-implanted substrates exhibited reduced compressive stress, from − 3.95 to − 2.41 GPa, which corresponded to a decrease in the grain size of the TiN films. The texture of the TiN film was clearly transformed from the preferred orientation of (220) to (111), subsequently enhancing wear resistance against a tungsten ball.