直管過濾陰極弧TiC不沾錫薄膜制備及耐磨性研究.pdf

1、隨著電子工業(yè)技術的發(fā)展，無鉛化已經(jīng)成為電子焊接工業(yè)領域的發(fā)展趨勢。由于無鉛釬料中Pb含量減少，含Sn量增加，導致于原來用于焊接的大型設備中不銹鋼材料的鏈爪、錫槽、葉輪等在無鉛釬料中受到嚴重腐蝕而破壞，而且在焊接過程中，不銹鋼夾具沾錫量也大幅增加，使得設備壽命大大降低，生產(chǎn)成本也相應提高。為了保證這些大型設備在無鉛釬料中也能保持較高的壽命，這些易被腐蝕而破壞的不銹鋼材料亟需改變或改性。
　　本文針采用直管過濾陰極弧的方法，在AISI

2、304不銹鋼表面制備了TiC薄膜，在此基礎上采用等離子注入的方法對薄膜進行注C處理，制備了富碳的TiC薄膜。通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線光譜分析（XPS）、UnionDZ3體式顯微鏡、浸錫實驗、潤濕張力測試、接觸角測試、顯微硬度、摩擦磨損、劃痕試驗、熱循環(huán)實驗和電化學腐蝕等檢測手段對薄膜的形貌成分和性能進行了分析?？疾炝瞬煌膮?shù)及等離子注入處理對薄膜形貌和性能的影響，確定了本實驗中制備TiC薄膜的最佳工藝

3、。
　　結果表明，直管過濾陰極弧方法在不銹鋼表面可以制備結合良好、表面致密、性能優(yōu)良的TiC薄膜。制備的TiC薄膜沿（111）和（200）面競相生長。在液態(tài)錫釬料中浸泡1周后，沒有腐蝕和大量擴散的跡象。浸錫后沾錫量很少，幾乎可以忽略不計。液態(tài)錫釬料對薄膜不潤濕，潤濕張力為0，接觸角為133.95°，可以有效的防止沾錫。
　　所有處理的試件都相對于不銹鋼表現(xiàn)出非常好的摩擦學性能，鍍膜后，摩擦系數(shù)從0.6降低到0.11。同時，顯

4、微硬度、膜基結合力和耐腐蝕性能也得到明顯改善（顯微硬度、腐蝕電位和腐蝕電流相對于不銹鋼的200HV、-0.671V和51μA分別改善到1335HV、-0.288V和1.84μA，膜基結合力為58.67N，熱循環(huán)后仍為51.21N）。對最優(yōu)試件進行了PIII注C處理，獲得了富碳的TiC薄膜，表面生產(chǎn)一層很薄的類金剛石膜，但其中含有大量的非晶石墨相。對液態(tài)錫的接觸角增加到136.7°，表現(xiàn)出良好的不沾錫性能，由于薄膜中富碳相的存在，薄膜的摩