离子注入在刀具上应用的研究

能量为几十千到几百千电子伏离子射入材料表面,使表面层的组成与结构发生改变,从而引起材料表面的物理与化学性质的变化,这种材料改性方法有极其重要的应用。如摩擦、润滑性、耐磨损性、表面硬化、抗高温氧化性、耐腐蚀性、催化及附着力改善等。虽然离子注入可改善材料这些性质,但由于经济与技术上的原因,最重要的研究集中在耐磨损性、抗高温氧化性及某些耐蚀性上,而耐磨性的研究以工具上的应用为最多。     

低能离子束形成类金刚石膜

我们用离子束沉积枝术,制造出了奇异性能的类金刚石碳膜(DLC膜)。初步测试了它的部份机械特性、光学特性、电气特性,化学特性。并且,通过扫描电子显微镜、二次离子质谱、X射线光电子谱、透射电镜、电子衍射等手段,初步确定出DLC膜属于多晶碳膜,不少微区出现金刚石晶粒。     

离子注入提高高速钢W18Cr4V的耐磨性

1979年英国的N.E.W.Hartley采用注入CO~+的方式注碳,经CO~+注入的工具插件 (4Ni1Cr)和拉丝模(WC—6％CO),获得了磨损降低、寿命延长的好效果。1976年英国的I·H·Willson和1978年苏联的I.M.Belii曾分别报道用N~+注入Ti膜成功地合成了TiN,并对其电性能进行了系统研究。1981年中国台湾的P.A.Chen和T.T.Yang也用N~+轰击沉积在Si片上的1200A厚的Ti膜,成功地合成了化合物TiN,并用RBS和X-ray衍射对合成的化合物进行了鉴定。本实验采用CO~+注入高速钢,N~+注入高速钢表面镀Ti样品,与常规的N~+注入及空白样品进行对比,对注入后表面硬度和耐磨性的变化、注入层的成份、组织结构等进行了研究。实验结果表明,这两种注入工艺获得了比N~+注入更佳的效果。