304奧氏體不銹鋼低溫等離子體氮化及耐磨性能研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、耐蝕性強(qiáng)等綜合優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在石油、化工、制藥、食品等工業(yè)中。但它的硬度較低，只有HV260左右，而且耐磨性能差，在一些場(chǎng)合很難滿足使用要求，限制了其使用范圍。人們一直在尋求各種方法，以提高其硬度和耐磨性能。其中氮化是提高奧氏體不銹鋼摩擦學(xué)性能最廣泛使用的表面技術(shù)之一。近20年來，等離子體氮化技術(shù)的發(fā)展和完善為不銹鋼表面硬化開創(chuàng)了重要的技術(shù)途徑，等離子體氮化已成為不銹鋼表面強(qiáng)化方法較好的選擇。但是由于

2、氮化后氮化層中CrN的形成等原因?qū)е鹿倘荏w中貧鉻，降低了腐蝕性能。本文采用ICP低溫等離子體氮化方法，獲得了沒有鉻析出的滲氮層γn，使奧氏體不銹鋼表面硬度和耐磨性得到提高，同時(shí)耐蝕性沒有惡化。
　　結(jié)合目前人們往往只注重成膜質(zhì)量與放電宏觀參數(shù)之間的關(guān)系，如氣體壓強(qiáng)、放電電壓、電流、放電頻率等，而忽略等離子體的微觀參量，如離子密度、離子溫度、電子密度、電子溫度等。本文主要從離子流密度角度，說明其對(duì)氮化的影響。主要研究了離子束流密度對(duì)

3、偏壓、工作壓力、硬度和摩擦系數(shù)的影響，確定最佳氮化工藝，以達(dá)到不銹鋼表面改性目的。實(shí)驗(yàn)中采用X射線衍射(XRD)和OES方法進(jìn)行物相結(jié)構(gòu)分析和光譜監(jiān)測(cè)，同時(shí)運(yùn)用顯微硬度計(jì)和磨損試驗(yàn)對(duì)試樣的表面硬度及耐磨性進(jìn)行分析。
　　研究表明，采用低溫等離子體氮化方法得到氮化層的最佳工藝參數(shù)為:N2流量:10sccm;射頻功率:80W;工作壓力:10Pa;偏壓:-500V;工作時(shí)間:2h。該工藝制備下的氮化層表面顆粒細(xì)小均勻，硬度達(dá)850HV0