表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响

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作者 王杰 陈伟敬 +6 位作者 林乃明 王强 王焕焕 袁烁 刘志奇 曾群锋 吴玉程 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期483-492,共10页

【目的】38CrMoAl钢是液压泵柱塞常用材质之一,其表面性能对液压泵长寿命安全服役尤为重要。磨损是液压泵柱塞的主要失效方式,采用表面强化处理能够突破其性能极限,是实现液压泵高性能、高可靠运行的有效途径。【方法】采用表面织构化... 【目的】38CrMoAl钢是液压泵柱塞常用材质之一,其表面性能对液压泵长寿命安全服役尤为重要。磨损是液压泵柱塞的主要失效方式,采用表面强化处理能够突破其性能极限,是实现液压泵高性能、高可靠运行的有效途径。【方法】采用表面织构化和活性屏离子氮化的复合处理工艺对38CrMoAl钢进行表面形性调控,以期实现其表面强化方法。先利用激光加工技术在38CrMoAl钢表面制备凹坑织构,再对38CrMoAl钢和表面织构化38CrMoAl钢进行活性屏离子氮化处理。借助球-盘式摩擦磨损试验机研究表面织构-活性屏离子氮化复合处理对38CrMoAl钢摩擦学行为的影响。【结果】结果表明,38CrMoAl钢表面生成了ε-Fe2-3N、γ'-Fe4N和CrN;氮化层表面致密且无明显裂纹和孔洞;氮化层均匀、连续,由白亮层和扩散层组成。氮化层的截面硬度呈梯度分布,试样表面硬度最高,随着距表面距离的增大,硬度逐渐降低。38CrMoAl钢相关试样与Al_(2)O_(3)球的干滑动摩擦结果可知,38CrMoAl钢的摩擦系数为0.40,而表面织构-活性屏离子氮化38CrMoAl钢的摩擦系数为0.36;经复合处理后,38CrMoAl钢的磨损失重降低了92.5%.复合处理显著提高了38CrMoAl钢的摩擦学性能。 展开更多

关键词 表面织构 活性屏离子氮化 复合处理 38CRMOAL钢 摩擦学性能

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高频电源与活性屏离子渗氮对表面纳米化TC4钛合金渗氮层结合力的影响

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作者 高鸿 文凯 +1 位作者 张乘玮 高岩 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期157-169,共13页

目的 评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法 选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗... 目的 评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法 选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗氮试样,分别进行XRD、扫描电镜和划痕试验,对结构、形貌与结合力分析。在高频电源基础上,进一步选取活性屏优化前、后参数的渗氮试样进行结构、形貌和结合力对比。结果 通过划痕测试发现,高频电源渗氮层的声信号平稳,划痕无剥落,渗氮层摩擦力信号突增的载荷值有一定提升。在高频电源+活性屏工艺组合下,优化后渗氮试样的Ti N和Ti2N层厚度比优化前渗氮试样的厚度明显增加。声信号上表现为更平稳及无明显突变,且优化后试样的渗氮层摩擦力信号突增的载荷值较优化前均增加。结论 高频电源抑制了传统直流电源渗氮过程中的打弧现象,缓解了渗氮层内部的热应力聚集,提高了渗氮层的表面性能,对渗氮层载荷承受力和结合力有一定的提升作用。在高频电源与活性屏组合工艺下,优化后渗氮试样的渗氮动力学条件更好,Ti2N层厚度显著增加,提高了基体中氮扩散层的性能。同时,Ti2N厚度的增加可以减缓TiN层与基体的成分与性能的突变,从而提升渗氮层与基体的结合力。 展开更多

关键词 TC4钛合金 活性屏离子渗氮 高频电源 表面纳米化 结合力

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离子渗氮新技术的研究现状 被引量：20

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作者 龙发进 周祎 +2 位作者 康光宇 李鑫鸿 耿漫 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第6期61-64,80,共5页

为了克服传统离子渗氮的一些固有缺点,近些年来出现一些新的离子渗氮技术,如活性屏离子渗氮、等离子体源离子渗氮、离子注入离子渗氮等,本文简要介绍了这些新技术及其原理、特点,总结了这类技术的共性模型。其中,活性屏离子渗氮技术和... 为了克服传统离子渗氮的一些固有缺点,近些年来出现一些新的离子渗氮技术,如活性屏离子渗氮、等离子体源离子渗氮、离子注入离子渗氮等,本文简要介绍了这些新技术及其原理、特点,总结了这类技术的共性模型。其中,活性屏离子渗氮技术和等离子体源离子渗氮技术有着明显的设备和工艺优势,可能成为离子渗氮技术的发展方向。 展开更多

关键词 离子渗氮 活性屏 等离子体源 离子注入

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活性屏与工件的距离对40Cr钢活性屏离子渗氮行为的影响 被引量：5

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作者 郭俊文 田林海 +1 位作者 林乃明 唐宾 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期31-37,共7页

为提高40Cr钢的抗磨及耐蚀性能,用304不锈钢冲孔板制成的活性屏对40Cr钢进行离子渗氮(ASPN)处理,研究了活性屏与工件的距离对渗层组织结构和性能的影响,并与普通直流离子渗氮(DCPN)进行了比较。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、辉... 为提高40Cr钢的抗磨及耐蚀性能,用304不锈钢冲孔板制成的活性屏对40Cr钢进行离子渗氮(ASPN)处理,研究了活性屏与工件的距离对渗层组织结构和性能的影响,并与普通直流离子渗氮(DCPN)进行了比较。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、辉光放电光谱仪(GDOES)、显微硬度计、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对渗层组织、相成分、硬度、耐磨及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:经不锈钢活性屏离子渗氮处理后,试样表面得到了致密均匀的渗氮层,渗层主要由ε-Fe2-3N、γ′-Fe4N和CrN相组成,且随着试样与活性屏距离从10mm、20mm增加到30mm,对应的渗层厚度从6μm、4.7μm减小到3.5μm。经氮化处理后,40Cr钢的耐磨性和耐腐蚀性都有显著的提高,ASPN处理后试样的耐腐蚀性较DCPN有明显的提高。 展开更多

关键词 活性屏离子渗氮 40CR钢 渗氮层 耐磨性 耐蚀性

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高速钢的活性屏离子渗氮 被引量：4

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作者 赵慧丽 刘玲 +1 位作者 朱彦军 赵程 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第10期71-73,共3页

利用活性屏离子渗氮技术对W18Cr4V高速钢进行渗氮处理,对其组织、硬度和渗层深度进行分析,并与普通直流离子渗氮作比较。结果表明,经活性屏离子渗氮处理后,渗氮层硬度梯度变得平缓,且最高硬度不在表面,而是在距表面一定距离处,这将能提... 利用活性屏离子渗氮技术对W18Cr4V高速钢进行渗氮处理,对其组织、硬度和渗层深度进行分析,并与普通直流离子渗氮作比较。结果表明,经活性屏离子渗氮处理后,渗氮层硬度梯度变得平缓,且最高硬度不在表面,而是在距表面一定距离处,这将能提高高速钢的耐疲劳性能,改善高速钢的内在质量。 展开更多

关键词 活性屏离子渗氮 高速钢 硬度梯度

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离子氮化技术的研究进展 被引量：10

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作者 李杨 王亮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期61-64,共4页

离子氮化具有工件变形小、渗速快、节能环保等优点,能有效提高金属零部件的表面硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而受气体放电特性和电场效应的影响,工件形状对表面温度的均匀性影响很大,出现表面打弧、边缘效应和空心阴极效应等问题。... 离子氮化具有工件变形小、渗速快、节能环保等优点,能有效提高金属零部件的表面硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而受气体放电特性和电场效应的影响,工件形状对表面温度的均匀性影响很大,出现表面打弧、边缘效应和空心阴极效应等问题。为了克服传统直流离子渗氮的缺点,近年来出现了一些射频离子氮化、等离子体浸没离子注入、活性屏渗氮以及空心阴极氮化等新技术。 展开更多

关键词 离子渗氮 活性屏渗氮 等离子体浸没离子注入 空心阴极放电

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偏压对活性屏离子渗氮工艺的影响 被引量：8

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作者 郑少梅 赵程 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期701-704,共4页

通过对40C钢进行活性屏离子渗氮处理,研究了在活性屏离子渗氮工艺过程中工件所加的偏压对渗氮层的影响。试验结果表明,在不加偏压或偏压较低的情况下,对距离活性屏较近的工件,其表面有一定厚度的渗氮层形成,硬度提高;而距离活性屏较远... 通过对40C钢进行活性屏离子渗氮处理,研究了在活性屏离子渗氮工艺过程中工件所加的偏压对渗氮层的影响。试验结果表明,在不加偏压或偏压较低的情况下,对距离活性屏较近的工件,其表面有一定厚度的渗氮层形成,硬度提高;而距离活性屏较远的工件,其表面几乎没有渗氮层的形成,但当增大偏压至400~450 V时,工件表面产生弱的辉光放电,距离活性屏较远的工件表面也有渗氮层形成。通过控制偏压值,可以使工件表面形成厚度均匀的渗氮层,提高工件硬度;同时也可以避免直流离子渗氮过程中产生的打弧、边缘效应等问题。 展开更多

关键词 活性屏离子渗氮 直流离子渗氮 偏压 渗氮层 辉光放电

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2Cr13不锈钢活性屏等离子体源渗氮层组织与耐蚀性能 被引量：5

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作者 李广宇 李刚 雷明凯 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期300-306,共7页

目的探讨活性屏等离子体源渗氮技术提高马氏体不锈钢硬度与耐蚀性能的可行性。方法将2Cr13马氏体不锈钢进行350~550℃、6 h活性屏等离子体源渗氮处理,采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的组织... 目的探讨活性屏等离子体源渗氮技术提高马氏体不锈钢硬度与耐蚀性能的可行性。方法将2Cr13马氏体不锈钢进行350~550℃、6 h活性屏等离子体源渗氮处理,采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的组织、成分和相结构,使用显微硬度计测试渗氮层的显微硬度,利用电化学腐蚀试验解析评估渗氮层的耐蚀性能。结果经活性屏等离子体源渗氮处理后,可在马氏体不锈钢表面形成厚度为2~45μm,N原子分数为20%~25%的渗氮层,其表面显微硬度达1050~1350 HV0.25,是基体硬度的4~5倍。350℃时,渗氮层以ε-Fe_(2-3)N相为主,且含有少量αN相;450℃时,渗氮层由αN、ε-Fe_(2-3)N和γ’-Fe_(4)N相构成;渗氮温度升至550℃时,渗氮层由α-Fe、CrN和γ’-Fe_(4)N相构成,αN、ε-Fe^(2-3)N相消失。350、450℃时,渗氮层在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线出现明显钝化区,而未渗氮的2Cr13不锈钢并未发现钝化区,自腐蚀电位E_(corr)由未渗氮的–308 mV(vs.SCE)分别升高至–151、–104 mV,腐蚀电流密度Jp均维持在0.03~0.2μA/cm^(2)内。550℃时,渗氮层表面因CrN相析出,耐蚀性能相对恶化。电化学阻抗谱结果显示,350、450℃时,渗氮层表面钝化膜电荷转移电阻Rct由未渗氮的5.25×10^(4)Ω·cm^(2)分别增至2.76×10^(5)、3.18×10^(5)Ω·cm^(2),双电层电容Cdl由未渗氮的473μF/cm^(2)分别降至74、103μF/cm^(2),说明渗氮层表面形成的钝化膜更厚,致密性更好,能有效阻碍反应离子的渗透和迁移,耐蚀性能显著提高。结论活性屏等离子体源渗氮技术处理2Cr13马氏体不锈钢可以获得高的表面硬度和优异的耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 活性屏等离子体源渗氮 马氏体不锈钢 渗氮层 相结构 硬度 耐蚀性能

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纯氮气氛下活性屏离子渗氮处理及其影响因素 被引量：1

9

作者 张勇 赵慧丽 +1 位作者 朱彦军 赵程 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第16期71-73,共3页

利用活性屏离子渗氮(ASPN)技术对38CrMoAl钢在纯氮气氛下进行离子渗氮处理,对渗氮层的硬度、深度、组织结构以及收集粒子的形貌、结构等进行了分析研究。结果表明,电压较低时,Fe主要与O结合生成大量的氧化铁而不能进行ASPN处理,氧起主... 利用活性屏离子渗氮(ASPN)技术对38CrMoAl钢在纯氮气氛下进行离子渗氮处理,对渗氮层的硬度、深度、组织结构以及收集粒子的形貌、结构等进行了分析研究。结果表明,电压较低时,Fe主要与O结合生成大量的氧化铁而不能进行ASPN处理,氧起主导作用;只有在电压较高、Fe与N的结合能力较强时才主要生成吸附大量活性氮原子的氮化铁进行ASPN处理。 展开更多

关键词 氧 纯氮 活性屏离子渗氮

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活性屏等离子渗氮工艺中双重辉光放电下氮的输运机理 被引量：1

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作者 郑少梅 郝国祥 陈启 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期319-323,共5页

采用大尺寸铜质活性屏进行活性屏等离子渗氮处理,在距离活性屏不同位置处分别放置玻璃片,用来收集主电压和偏压同时存在时,即等离子空间处于双重辉光放电模式下阴极溅射产生的在渗氮过程中起到载体作用的纳米粒子。通过对粒子形貌、化... 采用大尺寸铜质活性屏进行活性屏等离子渗氮处理,在距离活性屏不同位置处分别放置玻璃片,用来收集主电压和偏压同时存在时,即等离子空间处于双重辉光放电模式下阴极溅射产生的在渗氮过程中起到载体作用的纳米粒子。通过对粒子形貌、化学成分进行分析,以此揭示双重辉光放电条件下活性屏离子氮化工艺中氮的输运机理。实验结果表明:主电压和偏压同时存在时,离活性屏距离不同的玻璃片上收集到的粒子形状和尺寸与只加主电压时有所不同;且随着离活性屏距离的改变,粒子的形状、尺寸及化学元素含量都不相同,但粒子中氮元素的含量都很高。分析认为这是因为双重辉光放电条件下,活性屏和工件都会产生阴极溅射,因此收集到的溅射粒子的来源不同,一部分来源于活性屏溅射,而另一部分来源于偏压引起工件表面产生的自溅射,对于距离活性屏较远的工件来说,施加在工作台上上的偏压是活性氮原子从气相输运到工件表面的关键。 展开更多

关键词 活性屏等离子渗氮 双重辉光放电 偏压 输运机理 渗氮载体

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活性屏等离子体源渗氮工艺特性及传质机制 被引量：4

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作者 李广宇 雷明凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期92-98,共7页

为揭示活性屏等离子体源渗氮工艺特性(试样偏压电位和试样距屏高度)对AISI 316奥氏体不锈钢渗氮效果的影响规律,利用最小二乘法线性回归拟合了不同工艺条件下渗氮层厚度数据,绘制了活性屏等离子体源渗氮AISI316奥氏体不锈钢的工艺特性图... 为揭示活性屏等离子体源渗氮工艺特性(试样偏压电位和试样距屏高度)对AISI 316奥氏体不锈钢渗氮效果的影响规律,利用最小二乘法线性回归拟合了不同工艺条件下渗氮层厚度数据,绘制了活性屏等离子体源渗氮AISI316奥氏体不锈钢的工艺特性图,以此确定其最佳工艺参数。并通过对金属网屏上溅射颗粒的化学成分和相结构分析,探讨了活性屏等离子体源渗氮的传质机制。结果表明:渗氮层厚度随试样距屏高度增大而降低,当适当降低渗氮气压或试样施加一定负偏压时,均有助于提高渗氮层的厚度,并且证实了"溅射-再沉积"模型是活性屏等离子体源渗氮重要的传质机制。 展开更多

关键词 活性屏等离子体源渗氮 奥氏体不锈钢 工艺特性 线性回归 传质机制

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离子氮化提高钽制微孔超薄材料强韧性能研究 被引量：2

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作者 赵鹏飞 薛海龙 +1 位作者 剌玲敏 秦林 《热加工工艺》 北大核心 2022年第2期156-159,共4页

在化纤行业中,钽被认为是替代金铂合金制造微孔超薄器件的理想材料。但是,钽的硬度或强度偏低,钽制成的微孔超薄器件极易在使用过程中因划伤、变形而报废。主要采用传统直流离子渗氮(DCPN)和活性屏渗氮(ASPN)两种方法来提高钽制微孔超... 在化纤行业中,钽被认为是替代金铂合金制造微孔超薄器件的理想材料。但是,钽的硬度或强度偏低,钽制成的微孔超薄器件极易在使用过程中因划伤、变形而报废。主要采用传统直流离子渗氮(DCPN)和活性屏渗氮(ASPN)两种方法来提高钽制微孔超薄器件的强韧性。研究结果表明,DCPN比ASPN的硬化效果明显;渗氮温度为680℃的ASPN处理试样表面硬度提高到394.7 HV,压入法测量断裂韧性中没有出现裂纹,且渗氮后表面形貌良好,表明其综合性能最优。 展开更多

关键词 离子渗氮 活性屏渗氮 TA 硬度 断裂韧性

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304不锈钢双活性屏离子渗氮 被引量：5

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作者 缪跃琼 高玉新 郑少梅 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期95-98,115,共5页

目的考察304不锈钢双活性屏离子渗氮技术的可行性及处理效果。方法利用双活性屏离子渗氮(DASPN)和普通直流离子渗氮(DCPN)两种技术对304不锈钢进行低温(420℃)硬化处理,对比分析两种工艺所得渗层的组织,对比研究两种工艺所得渗层的相结... 目的考察304不锈钢双活性屏离子渗氮技术的可行性及处理效果。方法利用双活性屏离子渗氮(DASPN)和普通直流离子渗氮(DCPN)两种技术对304不锈钢进行低温(420℃)硬化处理,对比分析两种工艺所得渗层的组织,对比研究两种工艺所得渗层的相结构、硬度和耐蚀性能。结果采用DASPN技术可获得比采用DCPN技术更为均匀、致密的渗层,渗层为单一S相层,硬度为763HV0.25。电化学测试表明,两种渗氮技术相比,DASPN处理获得的渗层耐蚀性能更优。结论采用DASPN技术对304不锈钢进行低温硬化处理,在试样距双屏的距离为70 mm时能够获得比DCPN更好的渗氮效果。该技术适于工业化推广应用。 展开更多

关键词 304不锈钢 离子渗氮 双活性屏 硬度 耐蚀性

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活性屏等离子渗氮技术在高压开关零件上的应用 被引量：3

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作者 张丹丹 王安平 +1 位作者 刘作庆 张全民 《热加工工艺》 北大核心 2021年第4期138-140,共3页

传统的直流等离子渗氮技术存在一些固有缺点,容易导致几何形状复杂的零件表面产生较多表面缺陷。采用一种新的等离子渗氮技术——活性屏等离子渗氮(ASPN)技术对高压开关领域零件进行处理。结果表明,ASPN技术应用到高压开关零件上,可以... 传统的直流等离子渗氮技术存在一些固有缺点,容易导致几何形状复杂的零件表面产生较多表面缺陷。采用一种新的等离子渗氮技术——活性屏等离子渗氮(ASPN)技术对高压开关领域零件进行处理。结果表明,ASPN技术应用到高压开关零件上,可以获得均匀美观且质量良好的零件表面,同时获得了较高的表面硬度和扩散层深度,零件的耐磨性能和耐蚀性能均被提高。 展开更多

关键词 活性屏等离子渗氮 组织 表面硬度 硬度梯度 耐蚀性能

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