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将等离子体浸没离子注入与沉积及射频辉光放电技术相结合,在GCr15轴承钢基体表面制备了碳化钛薄膜,考察了注入脉冲宽度和工作气体压力对薄膜性能和化学组成的影响;利用X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、多功能摩擦磨损试验机和电化学腐蚀试验装置表征了薄膜试样的相组成、显微硬度、摩擦磨损性能和抗腐蚀性能.结果表明,注入脉冲宽度和工作气体压力对薄膜性能及其组成具有显著影响;GCr15钢经改性处理后抗磨性能和抗腐蚀性能显著改善.这是由于基体表面形成了硬质且致密的TiC薄膜改性层所致。 相似文献
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在LY12铝合金氮等离子体基离子注入的基础上,制备了3种含不同中间层的碳改性层,用X射线光电子能谱仪分析了改性层的成分分布,考察了中间层对改性层同钢球对摩时的摩擦学性能的影响.结果表明:所制备的碳层改性层表层为平整、光滑、致密的类金刚石碳膜,在界面上注入的碳与中间层反应生成连接化合物,从而使得其表面硬度及摩擦学性能大幅度提高;中间层使改性层结构、厚度及表面形貌发生变化,进而对其表面硬度及摩擦学性能产生影响,其中以注钛后注氮钛中间层所对应的改性层摩擦学性能最佳;但随载荷增加,改性层加速减薄,摩擦学性能降低. 相似文献
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铝合金等离子体淹没氮离子注入层的摩擦学性能研究 总被引:5,自引:2,他引:5
用等离子体淹没离子注入技术对LY12和LD10铝合金表面进行氮离子注入。用俄歇电子能谱分析离子注入层中氮的浓度分布,在此基础上进行了摩擦磨损试验。用扫描电观察和分析磨损表面特征。研究表明:氮离子注入铝合金形成细小,弥散的硬质AlN析出相,铝合金表层的显微硬度增加,摩擦系数降低;耐磨性随着注入剂量和电压的增加而提高。磨损机制主要为粘着磨损,随离子注入剂量的增加,粘着磨损趋行减轻。 相似文献
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AISI304钢表面低电压等离子体基离子注入层摩擦磨损性能研究 总被引:6,自引:0,他引:6
采用高频低电压等离子体浸没离子注入(HLPIII)技术对AISI304不锈钢表面进行了氮离子注入处理;用球-盘摩擦磨损试验机考察了注入处理后钢表面改性层的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱仪(AES)和X射线衍射(XRD)考察了改性层的相组成、N元素的深度分布及磨损机理。研究结果表明:HLPIII处理能够显著提高样品的摩擦学性能,且其摩擦学性能对温度有较大的依赖性,400℃下处 相似文献
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氮及钛等离子体基离子注入铝合金表面改性层的摩擦磨损性能研究 总被引:7,自引:2,他引:5
研究了铝合金LY12等离子体基氮及钛离子注入层的摩擦磨损性能。用X射线光电子能谱和小掠射角X射线衍射对改性层中各元素分布及相组成进行了分析。用扫描电子显微镜对注入层形貌进行了观察和分析。结果表明:注入层由TiN、α-Ti、AlN、Al2O3和TiO2等相组成;注入后试样硬度提高了1倍以上;在低载荷下,摩擦系数处于0.10-0.14之间,注入层寿命提高了12倍以上,耐磨性提高了100倍以上;随着滑动载中增加,摩擦系数有所增大,而磨性有所降低;在注入层被磨穿以前以剥层磨损为主并伴有轻微的划伤,在注入层被磨穿以后以粘着磨损为主并伴有犁沟和粘着转移。注入改性层具有适当的梯度结构是提高铝事金表面硬度和耐磨性的主要原因。 相似文献
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氮和碳等离子体基离子注入铝合金表面氮化铝/类金刚石碳膜改性层的摩擦学特性 总被引:1,自引:1,他引:0
对铝合金LY12进行等离子体基氮离子注入后再进行原位碳注入,从而在铝合金表面形成氮化铝(A1N)/类金刚石碳膜(DLC)改性层,考察了改性层的硬度及其在不同载荷下的滑动摩擦磨损特性;用X射线光电子能谱仪和小掠射角X射线衍射仪分析了A1N/DLC改性层的成分及相结构,用激光Raman光谱仪分析了表面单一碳层及磨痕的结构,结果表明:A1N/DLC改性层总厚度达800nm,最表层为厚400nm的DLC薄膜,过渡层主要由A14C3、β-C3N4、Al2O3及AlN等组成,注氮层由Al2O3和lN等组成;表面纳米硬度可达17.4GPa,比LY12的硬度高近10倍;在低载荷下,改性层的耐磨寿命与LY12合金相比提高了约20倍,摩擦系数降低了3-5倍,耐磨性提高了近170倍;随着滑动载荷的增加,其耐磨寿命和摩擦系数逐渐减小,而高的承载能力得以保持,DLC薄膜的耐磨减摩作用、过渡层及注氮层的支撑作用以及DLC薄膜在摩擦磨损过程中的石墨化作用是摩擦学性能提高的主要原因。 相似文献
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W6Mo5Cr4V2钢氮离子注入表面改性层的摩擦学性能 总被引:6,自引:0,他引:6
对 W6 Mo5 Cr4V2钢进行氮离子注入 ,用销 -盘式摩擦磨损试验机考察了钢表面注入改性层的摩擦磨损性能 ;用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区 X射线衍射仪等考察了改性层的相组成、氮元素沿注入层深度方向的浓度分布及磨损机理 .结果表明 ,离子注入处理后钢表面显微硬度提高、残余压应力增大、表面粗糙度降、注入层中形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε- Fe2 - 3 N、Cr N及β- Cr2 N等 ,从而改善了材料的摩擦学性能 ,并导致磨损机理发生变化 .正交试验结果表明 ,氮离子注入对 W6 Mo5 Cr4V2钢摩擦学性能的改善程度与注入能量和注入剂量不成正比 ,注入参数存在最佳值 ,最佳注入能量为 10 0 ke V,注入剂量为 4× 10 1 7ions/cm 相似文献
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铬离子注入改善纯铁摩擦学特性的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
为了探讨离子注入改善金属和合金材料减摩抗磨性能的作用机理,对3种剂量的Cr离子注入纯铁改性层的元素深度分布和显微硬度进行了考察,并对离子注入和未经离子注入试样在无润滑下的摩擦学性能作了对比试验研究.结果表明:在给定的试验条件下,Cr离子剂量为1×1017ions/cm2注入的表面改性效果最好,可使纯铁的显微硬度由未注入时的2.4GPa提高到3.0GPa;在相对湿度为88%的大气环境中,注入试样的摩擦系数比未经注入试样的约低50%,耐磨性比后者的高2~3倍.X射线光电子能谱等分析发现,Cr离子注入能促进纯铁表面形成氧化物膜.在相对湿度为50%时,氧化物膜主要由Fe2O3组成;在相对湿度为88%时,这种膜主要由Fe2O4组成.因此,Cr离子注入试样在高湿度下的减摩抗磨性能更好 相似文献
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采用离子注入技术对Cr2O3涂层表面进行氮离子注入处理,用俄歇电子能谱仪、微区X射线衍射仪及X射线光电子能谱仪分析氮离子注入改性层的相组成及其氮元素沿层深的浓度分布,用销-盘式摩擦磨损试验机考察了注入前后Cr2O3涂层的磨损性能,用扫描电子显微镜观察其磨痕表面形貌及摩擦界面间的物质转移.结果表明,氮离子注入后Cr2O3涂层的显微硬度有所提高,表面残余压应力增加,表面粗糙度降低,在注入层内形成大量细小弥散分布的硬质析出相CrN和β-Cr2N等,从而提高了Cr2O3涂层材料的磨损性能. 相似文献
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MPIIID制备TiAlN涂层的高温抗氧化及摩擦性能 总被引:3,自引:1,他引:2
采用多源等离子体注入与沉积(MPIIID)装置制备了不同Al含量的TiAlN涂层,利用X射线能谱仪(EDX)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、纳米探针和摩擦试验对涂层的组成以及高温抗氧化和摩擦性能进行分析。结果表明:Al元素的加入明显提高了涂层的高温抗氧化能力,生成的Al2O3能有效地抑制氧的扩散;当Al的质量百分数为6.18%时,涂层硬度最高,约为38GPa,涂层具有良好的摩擦磨损特性。 相似文献
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316L不锈钢氮离子注入层的高温摩擦磨损特性 总被引:7,自引:1,他引:6
考察了316L奥氏体不锈钢高温氮离子注入层的摩擦磨损性能,并分析了其组织结构。结果表明:在相同注入工艺条件下,高温注入后的含氮层深度较常温注入下的提高约10倍;在150~460℃下注入处理时,在距离注入层表面大约40nm深度内的组织结构与注入温度有关,含氮层主要以膨胀奥氏体组织为主;由于膨胀奥氏体、CrN和微晶组织等对含氮层的强化作用,使显微硬度显著提高,摩擦系数明显下降,耐磨性能得到改善;460℃下注入处理后试样的摩擦系数较150℃下处理后的略高,而前者的耐磨性明显较高。 相似文献
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对12年前经离子注入处理后的GCr15轴承钢表面耐磨性能的时间效应进行了探讨。发现离子注入材料的改性效果存在时间效应性。利用AES和X射线衍射分析发现,掺杂原子及材料表面吸附的氧原子的多元迁移和硬质相的生成是造成离子注入材料改性时效的原因。 相似文献