摘要：针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行分析,扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪对试样磨损区进行形貌表征,能谱仪(EDS)和电子探针显微分析仪(EPMA)进行化学元素分析.结果表明:离子渗氮处理后在基体表面形成了化合物层和扩散层,显著提高了表面硬度.在法向载荷F_(n)=20 N时,随着微动位移幅值的增大,31CrMoV9基体及其渗氮层的微动运行区均由部分滑移区逐渐向混合、完全滑移区转变,磨损体积增大,磨损更加严重,稳定阶段的摩擦系数逐渐增大.在部分滑移区和完全滑移区,渗氮层较基体在稳定阶段的摩擦系数更小,而在混合区基体的摩擦系数更小在混合区和完全滑移区时,基体及渗氮层的损伤机制均为剥层、磨粒磨损和氧化磨损.离子渗氮生成的化合物层能提高材料的抗微动磨损性能,在D=10和50μm时,磨损率分别降低了约38.5%和70.2%.研究结果可为轨道交通等领域结构件的选材和抗微动磨损设计提供参考.

摘要：采用N_(2)+H_(2)气氛对DZ2钢的试样及车轴进行离子渗氮工艺试验,通过温度、时间、N_(2)比例3种因素的正交试验以及三段式深层离子渗氮试验,结合OM、XRD、SEM等检测与分析,实现渗氮层组织结构及硬度梯度调控,得到优化工艺参数,并对渗氮后的表面粗糙度及残余应力进行表征。结果表明,气氛含N_(2)比例20%以下时表面可以获得γ′单相组织,厚度6~8μm,三段离子渗氮可以得到较为平缓的硬度梯度分布,表面硬度600 HV以上,离表面0.3~0.5 mm处显微硬度达400 HV以上,脆性及脉网状级别均为1级。离子渗氮后的表面粗糙度R_(a)有所增加,渗氮层内形成残余压应力场,最大残余压应力幅值达715 MPa,位于距表面0.51 mm深处。采取加入Ar气调整炉压等措施,实现了花键全齿廓渗氮,车轴的批量渗氮处理后,经过实体解剖检测花键齿全齿廓均达到原定技术指标。

摘要：目的探索化合物层物相与耐磨性的关系,并实现其有效调控,从而满足不同零部件的服役性能要求。方法选用常用渗氮钢38CrMoAl进行不同氮气比(15%、20%、25%)离子渗氮研究,渗氮温度为510℃,保温4 h。采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机对渗氮后的显微组织、物相组成、截面硬度、耐磨性进行了测试和分析。结果在相同的渗氮温度下,调节氮气比可获得不同物相组成的化合物层。在渗氮温度510℃下,氮气比为20%时满足形成γ′相的临界氮势,从而得到γ′单相化合物层。氮气比达到25%时,满足形成ε相的临界氮势,渗氮层中γ′相形成,并动态转变成ε相,使ε相逐渐增多,形成ε+γ′双相化合物层。结论38CrMoAl经不同氮气比离子渗氮后形成了ε+γ′双相化合物层,在较小磨损载荷(200 g)下,具有更优的耐磨性。但在较大磨损载荷(400 g)下,氮气比20%获得的γ′单相化合物层试样磨痕较窄,摩擦系数较小,即在较大磨损载荷下,γ′单相化合物层比ε+γ′双相化合物层表现出更加优异的耐磨性能。该研究可为不同磨损服役条件的零部件离子渗氮工艺设计提供参考。

摘要：目的通过离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢,获得硬度、耐蚀性和耐磨性等综合性能优良的奥氏体不锈钢。方法将304奥氏体不锈钢试样放在LD-8CL型直流等离子体渗氮炉内,在400 Pa下进行560℃、4h的离子渗氮处理,渗氮后进行1050℃、8h的固溶处理。使用HXD-1000TMC型显微硬度计、DMI-3000M型金相显微镜、D/max-2500型X射线衍射仪(XRD)、Thermo250XI型X射线光电子能谱仪(XPS)、CS350电化学测量系统和万能摩擦磨损试验机,对经过复合处理的304不锈钢的截面硬化梯度、截面组织、物相、表面成分、耐蚀性和耐磨性进行研究分析,验证此复合处理对获得硬度高、耐蚀性和耐磨性好等综合性能优良的奥氏体不锈钢的适用性。结果经过复合处理,不锈钢表面的氮原子数分数为1.56%,且为单一奥氏体相?N。?N所对应的衍射峰相对于不锈钢基体向左偏移,有效硬化层深达1.0 mm,不锈钢的表面硬度从基体的210HV0.025提高到308HV0.025。不但提高了深层含氮奥氏体不锈钢的耐磨性,而且提高了不锈钢的耐蚀性,腐蚀电位从基体的-0.534 V提高到-0.422 V,摩擦系数由基体的0.8降到0.7。结论离子渗氮和固溶复合处理适用于制备综合性能优良的深层含氮奥氏体不锈钢。工艺设计时,可以根据材料服役要求,选择合适的固溶工艺,从而获得满足不同综合性能要求的含氮不锈钢。

摘要：针对精密钽制零件表面渗氮的特殊要求 ,通过炉内阴极面积可调的结构设计 ,研制了温度可达 85 0℃ ,压升率低于 0 0 0 4 5Pa/min的钽专用离子渗氮炉。将阴极分成若干独立部分 ,单独将某些部分接入负偏压用作辅助阴极 ,也可将其中某些部分接入零电位用作辅助阳极 ,也可保持悬浮电位 ,只用作隔热屏 ,将等离子体参数和温度、阴极电流和电压施行独立调控。通过工艺试验 ,成功地实现了精密钽件的离子渗氮 ,获得了高硬度、低粗糙度的渗氮层。

摘要：离子渗氮电源性能对整个工艺过程有着至关重要的影响。因此，探讨离子渗氮电源设计上的一些问题，以便提高其性能，充分发挥离子渗氮技术的优越性，具有现实意义。1工艺过程对设备的基本要求离子渗氮是通过辉光放电产生的物理场对材料表面的作用使元素渗入材料表面。离子渗氮过程必须处在辉光放电伏安特性曲线的异常辉光区。为使离子渗氮顺利进行，必须解决好以下两个问题：丑．且严格控制工件表面电流密度离子渗氮过程中要保证工艺参数稳定，就必须控制好工件表面电流密度。在异常辉光区电流随电压变化显著，离子渗氛过程中存在的微小气压波动、工件温度的变化及表面状态的改变等都很容易导致电流密度的变化。目前绝大多数离子渗氮电源都不能很好

摘要：为解决离子渗氮中窄缝和小孔容易过热问题，在通入分解氨的基础上导入微量惰性气体，通过调整炉内气体成分，可减轻和避免过热现象的发生。经１００多炉次的铝型材热挤出模具的离子渗氮，效果良好。

摘要：目的以H13热冲压模具钢为研究材料,探索不形成化合物层的低温创新离子渗氮工艺,旨在提高H13钢热冲压模具的抗冲击性和抗疲劳性,延长服役寿命。方法将H13钢试样放在LD-8CL型直流离子渗氮炉内进行离子渗氮处理,渗氮温度分别为470、490、510℃,保温时间为8 h。利用光学显微镜、X射线衍射仪、压痕检测法及自行设计的热疲劳实验,对渗氮后的H13钢显微组织、物相组成、渗层脆性和热疲劳性进行了测试与分析。结果与普通离子渗氮相比,H13钢经470℃低温离子渗氮处理后,表层无化合物层生成;渗层脆性显著降低,在较大检测载荷下压痕周围无裂纹产生;同时,抗热疲劳性提高3倍以上。将470℃低温无化合物层创新离子渗氮技术应用到汽车板件热冲压模具中,使模具冲压能力由之前18 000~20000件提升到80000~100000件,即服役寿命提高到5倍左右。结论 H13钢经470℃低温离子渗氮处理后,表面无化合物层产生,具有良好的韧性,与常规离子渗氮相比,该技术能够显著提高表面抗热疲劳性以及模具的服役寿命。

摘要：为了提高热作模具钢的表面性能,研究了激光淬火、离子渗氮以及激光淬火/离子渗氮复合处理工艺对H13钢改性层的摩擦磨损性能和耐蚀性能的影响及影响机理。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等设备对不同工艺热处理试样表面形貌、表面化学成分以及微观组织进行表征。结果表明:复合处理工艺可以显著改善改性层的摩擦磨损性能,提高材料表面的耐蚀性。和单一激光淬火和单一渗氮处理相比,复合处理后改性层的平均摩擦系数明显降低,自腐蚀电位明显提高,表明复合处理后改性层的耐磨性显著增加,耐蚀性明显提升。

摘要：根据离子渗氮工艺实时监控系统的具体要求 ,设计出基于RS485现场总线的主从式数据通信方案 ,实现了主机和各从机之间的通信 ,从而完成一台主控计算机对多台离子渗氮设备的监控 ,满足了控制系统的需要。