等离子共渗W-Mo-Y工艺及渗层组织的研究

采用辉光等离子渗金属技术对Q235钢进行W-Mo-Y三元共渗,探讨了极间距、气压、保温时间、温度对共渗层厚度的影响,并分析了共渗层的金相显微组织、合金元素分布及物相组成.结果表明:在试验涉及的条件下,以极间距25 mm,气压30 Pa,保温时间3 h,温度1000℃为最佳工艺参数;共渗层主要由Fe3Mo,Fe(Mo,W...     

工业纯铁电极材料表面渗钼的工艺

利用双辉等离子渗金属技术,在工业纯铁电极材料表面进行正交渗钼试验,用极差分析方法研究了极间距、温度、时间、源极电压和气压对合金渗层厚度的影响,并对渗钼的工艺参数进行优化。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、扫描电镜(SEM)和能谱仪观察合金渗层的金相组织及厚度,测定合金渗层的物相组成和渗层硬度,检测合金渗层的形貌、元素分布。结果表明:渗钼工艺优化参数为源极电压800~850V,保温温度1 020℃,保温时间4h,工作气压35Pa,极间距20mm,可获得满足试验要求的80μm的合金渗层;合金渗层组织为柱状晶,Mo元素在合金渗层中呈梯度分布,合金渗层的物相为Fe(Mo)固溶体和Mo相,合金渗层的硬度呈下降趋势,渗钼后试样的表面硬度为248.5HV0.05。     

稀土镝对钨钼合金渗层的影响

利用等离子表面冶金技术对20钢进行W-Mo-Dy和W-Mo共渗。对合金渗层的硬度、金相组织、截面形貌、合金元素的分布和相结构进行检测和观察。结果表明:W-Mo-Dy共渗和W-Mo共渗合金渗层的表面硬度分别为347 HV0.05、294 HV0.05,合金层厚度分别为128μm、107μm,合金渗层与基体之间均存在反应扩散线,W-Mo-Dy共渗合金渗层组织较W-Mo共渗合金层组织晶粒细小,W-Mo-Dy共渗合金层基本相结构由(W、Mo、Dy)在Fe中固溶体、Dy2O3和少量的DyFe10Mo2组成;W-Mo共渗合金层共渗层基本结构为(W、Mo)在Fe中固溶体组成。W-Mo-Dy共渗合金层表面的[W]当量为24.79%,W-Mo共渗合金层表面[W]当量为18.4%;稀土镝具有明显的促渗、改善合金渗层组织的作用。     

钨钼钇等离子共渗工艺及渗层组织的研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢Q235表面进行钨钼钇共渗,研究了极间距、保温温度、气压、保温时间对渗层厚度的影响,进而确定最优工艺参数,并对渗层的金相组织、合金元素分布及物相组成进行分析。结果表明:极间距25mm、保温温度1 000℃、工作气压30Pa、保温时间3h为最优参数,所得渗层的厚度可达37μm;渗层组织为柱状晶,渗层与基体有一明显分界线;钨、钼在渗层中呈梯度分布,钇在渗层中呈不均匀分布并在晶界处发生偏聚。     

基于正交试验研究0Cr18Ni9Ti不锈钢等离子渗铪的最优工艺

采用L16正交实验,对0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢双辉等离子渗铪行为进行研究,分析了影响渗铪合金层厚度的主次因素,取最主要因素进行单因素实验,并分析最优工艺下渗铪合金层的元素分布、物相结构以及硬度。结果表明:影响本试验的因素主次为温度时间电压气压极间距,优化的工艺参数为源极电压790~810 V,保温时间5 h,极间距25 mm,气压35 Pa,最主要因素温度的优化值为1100℃,此工艺下渗层厚度为35μm;表面组织晶粒细小、分布连续致密、无裂纹,由表及里铪元素含量呈梯度降低,硬度亦呈梯度降低,渗层表面硬度为600 HV0.1,比基材硬度提高约3倍,渗层物相主要为Hf2Fe、Hf C、Hf。     

等离子表面W、Mo、Y共渗制备强化层的研究

利用等离子表面冶金技术在Q235钢表面进行W、Mo、Y共渗,然后对共渗层进行离子氮化处理得到强化层.用金相显微镜、能谱仪、XRD对共渗层及强化层的组织、结构、成分和物相进行检测分析.结果表明:共渗层组织为柱状晶,W、Mo合金元素的含量由表及里逐渐减小,Y元素分布不均匀;共渗层由Fe3Mo、Fe17Y2和(W、Mo、Y)在α-Fe中的固溶体等物相组成;共渗层离子氮化后的强化层有大量氮化物弥散分布,主要物相为Fe4N、Fe3Mo、MoN、Mo2N、W2N和WN等.通过对比发现,Y元素的加入使强化层硬度提高100HV0.1左右;在磨粒磨损的条件下,强化层耐磨性比对比试样提高1.58倍.     

工艺参数对Q235钢辉光等离子渗Cr渗层影响的研究

在不同电源、不同气压、不同温度工艺参数下对Q235钢表面进行辉光等离子渗Cr.用金相显微镜及扫描电镜观察渗层组织形貌,用能谱仪进行渗层Cr元素浓度分布测定,用X衍射仪进行物相分析.结果表明:不同电源渗Cr的渗层均出现反应扩散现象,渗层均为明显的柱状晶组织;脉冲电源渗Cr层厚度最大达到100 μm以上,表面Cr含量达到40%(w%)左右,渗层距表面10μm处Cr含量达到10%以上,渗Cr层成分分布明显好于直流电源和双辉双电源;脉冲电源渗Cr随气压的升高,渗层厚度及Cr含量先增大后减小,工艺条件下最佳气压值为30 Pa;脉冲电源渗Cr随着温度的升高Cr渗层厚度增加,渗层Cr浓度分布曲线随温度的升高由表面向内梯度变得平缓且浓度提高.     

W-Mo-Y等离子共渗合金层的研究

研究Q235钢表面等离子W-Mo-Y共渗层的组织、成分、结构、显微硬度,计算渗层中不同位置、浓度下的W、Mo原子扩散系数。结果表明：渗层组织为柱状晶,W、Mo元素呈梯度分布,Y的分布不均匀。共渗层主要结构相为钨钼在α-Fe中的固溶体和Fe17Y2,共渗层显微硬度最高256 HV0.05;Y元素降低表面W、Mo的活度,W、Mo合金元素的化学势变小,表面与基体之间的化学梯度减小,W、Mo原子扩散速率减慢;W-Mo-Y共渗层厚度要比W-Mo共渗层厚度薄;通过Fick第二扩散定律计算表明,在W-Mo-Y共渗和W-Mo共渗时,不同渗层中的W、Mo扩散系数有所不同,但属同一数量级即：10-13～10-14之间。     

Ti-6Al-4V合金表面等离子Nb合金化工艺

采用双辉等离子表面冶金技术对Ti-6Al-4V合金进行等离子渗铌处理。研究了温度与保温时间对合金层元素含量和渗层厚度的影响,以确定最佳渗金属工艺参数。利用光学图像分析仪以及辉光放电能谱仪观察和测定合金层的金相组织、渗层厚度及成分。结果表明,在极间距和气压恒定的条件下,渗层厚度及成分与温度和保温时间有关。温度过高或保温时间过长均会在Ti-6Al-4V试样表面产生较厚的Nb沉积层。经优化工艺参数,选择850℃保温3 h渗铌,得到一定厚度且与基体为冶金结合的合金层。该合金层可以克服Ti-6Al-4V合金耐磨性差的缺点。     

双层辉光等离子表面共渗Cr-Ni-Mo-Co工艺研究

采用双层辉光等离子渗金属技术,在工业纯铁表面渗入Cr,Mo,Co等合金元素,可在其表面形成与沉淀硬化不锈钢合金含量及硬度水平相近的合金层。以SEM等对比研究了不同工艺参数下,等离子渗入合金元素后,合金层表面的微观形貌。通过对比不同温度、源极电压所对应的渗层成分及厚度,选择出最优化的工艺参数:源极电压1 350V,阴极电压510～530V,加热温度1 100℃,保温时间5h。     

纯钛表面Zr-N等离子合金化(英文)

为了改善纯钛的表面性能,利用等离子表面合金化技术在纯钛表面形成Zr-N改性层。对Zr-N改性层的微结构、成分及硬度进行测试,并对改性层形成及表面硬度提高的机理进行分析。利用球-盘磨损试验对表面改性纯钛的摩擦学性能进行研究。结果表明,在纯钛表面形成了均匀致密的Zr-N改性层,改性层由表面Zr-N化合物层和基体内Zr、N的扩散层构成。Zr-N表面改性层显著提高了纯钛的表面硬度,表层的最高硬度约为HK1040。Zr-N表面改性层没有减摩效果,但明显改善了纯钛的磨损性能。     

304不锈钢双辉等离子渗铜铪表面合金层组织及抗菌性能

利用双辉渗金属技术在304不锈钢表面进行铜铪共渗,使用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜研究铜铪共渗合金层的显微组织、相结构、形貌、成分和表面硬度,采用薄膜密贴法对合金层进行抗菌性能的检测。结果表明:铜铪共渗合金层由扩散层和沉积层构成,合金层表面组织致密、分布连续、无明显裂纹和孔隙。铜、铪含量由表至里逐渐减少,渗铜铪试样中的铬和碳都出现向渗层表面迁移的现象。抗菌检测中,铜铪合金层表面对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有优良的抗菌性能,抗菌率均达到99%以上。当铜在源极棒中比例达到80%和90%时,所得到的渗铜铪试样抗菌率分别为99.83%和99.12%,当铜比例为70%时得到渗后试样的抗菌率仅为93%。渗后试样表面硬度约为605 HV0.1,大于渗铜试样和304不锈钢表面硬度。     

工业纯铁表面离子W、Mo、Co多元共渗扩散行为

采用双层辉光离子渗金属技术在工业纯铁表面进行W、Mo、Co多元共渗,分别采用0．5、1、2和3h等渗金属时间,研究了合金层中W、Mo、Co含量随渗金属时间的变化规律。研究表明：渗金属初期,合金层中W含量〉Co含量〉Mo含量;渗金属后期,合金层中Co含量〉W含量〉Mo含量。理论分析认为：在渗金属初期,W、Mo、Co扩散主要受各元素原子与空位交换难易程度以及基体表面各元素活性原子量的控制;在渗金属后期,W、Mo、Co扩散主要受各元素在基体中的溶解度的控制。     

钛(TA2)及钛合金(TC4)表面等离子渗Nb研究

采用双层辉光离子渗金属技术进行钛（TA2）及钛合金（TC4）的等离子渗Nb表面改性研究。分析了合金化条件对渗层Nb含量及厚度的影响，在此基础上得到优化的典型工艺条件。研究发现，在1000℃进行合金化时，放电气压对渗层表面Nb含量有显著的影响，在本试验选取的气压范围（20～80Pa）之内，气压为65Pa时可以得到最佳质量的渗层。对此典型条件下渗层的组织形貌及成分分布特征进行了观察与分析，测试了渗层的显微硬度并用划痕法评价了渗层结合强度。结果表明，渗层表面Nb含量可达70％左右，向内逐渐降低，呈梯度分布特征。渗层与基体结合良好，硬度显著提高。     

Ti-Cu表面阻燃钛合金研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Ti-6Al-4V的表面渗入Cu元素，在其表面形成Ti-Cu阻燃合金层。阻燃合金层的成分及硬度呈梯度分布，显微组织为基体组织加弥散分布的Ti2Cu金属间化合物。初步阻燃试验证明，渗铜合金层起到了预期的阻燃效果。     

铸铁的等离子表面合金化

采用双层辉光离子渗金属技术对铸造进行了等离子表合金化，介绍了经渗钨钼，镍铬的表面合金层的组织，成分及性能，分析了温度，时间，试样成分及放电条件等因素对渗层形成过程的影响。     

铁基粉末冶金件双层辉光等离子Cr-Mo共渗研究

采用双层辉光等离子技术在对粉末冶金材料FN0205进行等离子烧结的同时在其表面进行Cr-Mo共渗处理.达到烧结效果的同时在试样表面得到合金渗层,渗层表面Cr含量达到10%左右,Mo含量达到5%左右.渗层厚度达到68 μm.合金渗层表面物相由Fe、Fe-Cr、Cr23C6、Cr7C3、Mo2C组成.渗层表面显微硬度达到7...     

Ti6Al4V钛合金表面激光合金化制备Ti-Cu合金层的组织结构

采用激光合金化技术在Ti6Al4V合金基体表面制备了厚度约为120 μm均匀致密连续的Ti-Cu合金层,分析了合金层的元素分布和显微组织结构。结果表明,Ti-Cu合金层中Cu元素随着合金层深度呈梯度分布,在靠近Ti-Cu合金层表面的区域主要是柱状晶夹杂着少量的块状晶,中上部区域主要是生长取向各异且较粗的不发达枝状晶和部分胞状晶,中下部区域主要是生长取向各异的胞状晶,合金层与基材的界面处主要以细小的平面晶为主。合金化层中Cu元素和Ti元素除了形成固溶体外,还形成了Ti₂Cu、Ti₃Cu和Cu₃Al₄等金属间化合物,同时还形成了Cu₃TiO₄和Al₂TiO₅等金属陶瓷相。