工业纯铁等离子体注入与氮化工艺及其性能研究

材料工程, 2008, (3): 67-71. doi: 10.3969/j.issn.1001-4381.2008.03.016

工业纯铁等离子体注入与氮化工艺及其性能研究

陈畅子 ^1, , 冷永祥 ^2, , 孙鸿 ^3, , 朱生发 ^4, , 白彬 ^5, , 张鹏程 ^6, , 黄楠 ^7,

1.西南交通大学,材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031

2.西南交通大学,材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学,材料科学与工程学院,成都,610031

3.西南交通大学,材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031

4.表面物理与化学国家重点实验室,四川,江油,621700

5.表面物理与化学国家重点实验室,四川,江油,621700

6.表面物理与化学国家重点实验室,四川,江油,621700

7.西南交通大学,材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学,材料科学与工程学院,成都,610031

基金项目: 国家自然科学基金(30400109) 四川省杰出青年学科带头人培养资助计划(06ZQ026-015) 教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-06-0800) 国家重点实验室基金(90000460200605)

关键词：工业纯铁 , 等离子体浸没离子注入 , 脉冲宽度 , 摩擦磨损性能 , 耐腐蚀性

Microstructure and Properties of Commercial Pure Iron Modified by High Frequency and Low Voltage Plasma Immersion and Ion Implantation (HLPIII)

采用低电压高频率脉冲等离子体浸没离子注入与氮化技术在工业纯铁上进行氮离子注入及氮化强化处理,研究了不同脉冲宽度下,工业纯铁等离子体浸没离子注入与氮化处理的结构及性能.通过X射线衍射谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度、销-盘磨损实验,研究了工业纯铁氮离子注入及氮化后的结构、断面组织、表面元素含量、显微硬度、摩擦磨损性能;通过电化学极化方法在0.9%NaCl溶液研究了改性层的耐腐蚀性.研究结果表明:氮等离子注入及氮化后能显著提高纯铁表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,且表面形成结构为Fe3N和Fe4N的针状组织,针状组织是提高纯铁性能的关键因素;高脉冲宽度下进行等离子注入及氮化有利于提高纯铁表面的机械性能和耐腐蚀性能.

参考文献

[1]	TONG W P;TAO N R;WANG Z B.Nitriding iron at lower temperatures[J].Science,2003(299):686-688.
[2]	Wang JS;Zhang GS;Sun JQ;Bao Y;Zhuang LC;Ning HT .Low temperature nitriding of iron by alternating current pretreatment[J].Surface & Coatings Technology,2006(24):6666-6670.
[3]	LEI M K;ZHANG Z L .Plasma source ion nitriding of pure iron:formation of an iron nitridelayer and hardened diffusion layer at low temperature[J].Surface and Coatings Technology,1997,91:25-31.
[4]	CONRAD J R;RADTKE J L;DODD R A .Plasma source ion technique for surface modification of materials[J].Journal of Applied Physics,1987,62:4591-4596.
[5]	田修波,汤宝寅,王小峰,曾照明.高频低压等离子体浸没离子注入技术研究[J].新技术新工艺,2000(01):40-42.
[6]	田修波,汤宝寅,Chu Paul K.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[J].摩擦学学报,2000(02):81-84.
[7]	汤宝寅;王松雁;刘爱国.等离子体浸没离子注入及表面强化工艺的进展[J].材料科学与工艺,1999(07):183-187.
[8]	HUTCHINGS R;COLLIES G A;TENDYS J .Plasma immersion ion implantation:duplex layers from a single process[J].Surface and Coatings Technology,1992,51:489-494.
[9]	Leng YX.;Huang N.;Yang P.;Chen JY.;Sun H.;Wang J.;Wan GJ.;Tian XB. Fu RKY.;Wang LP.;Chu PK. .Structure and properties of biomedical TiO2 films synthesized by dual plasma deposition[J].Surface & Coatings Technology,2002(1/3):295-300.
[10]	ANDERS A.Handbook of Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition[M].John Wiley and Sons,Inc,2000:260-261.
[11]	于永澔,王浪平,王小峰,汤宝寅,甘孔银,刘洪喜,王宇航,王松雁.轴承滚珠等离子体浸没离子注入过程的数值模拟[J].强激光与粒子束,2004(12):1598-1602.
[12]	Liu CS;Wang YH;Wang DZ .Two-dimensional temperature distribution inside a hemispherical bowl-shaped target for plasma source ion implantation[J].Chinese physics,2005(1):163-168.
[13]	罗文华,倪然夫,武胜,柏朝茂.注铌法改善纯铁的抗腐蚀性研究[J].材料保护,2001(09):12-13.

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