直管過(guò)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(shù)的發(fā)展，無(wú)鉛化已經(jīng)成為電子焊接工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。由于無(wú)鉛釬料中Pb含量減少，含Sn量增加，導(dǎo)致于原來(lái)用于焊接的大型設(shè)備中不銹鋼材料的鏈爪、錫槽、葉輪等在無(wú)鉛釬料中受到嚴(yán)重腐蝕而破壞，而且在焊接過(guò)程中，不銹鋼夾具沾錫量也大幅增加，使得設(shè)備壽命大大降低，生產(chǎn)成本也相應(yīng)提高。為了保證這些大型設(shè)備在無(wú)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(guò)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(chǔ)上采用等離子注入的方法對(duì)薄膜進(jìn)行注C處理，制備了富碳的TiC薄膜。通過(guò)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(shí)驗(yàn)、潤(rùn)濕張力測(cè)試、接觸角測(cè)試、顯微硬度、摩擦磨損、劃痕試驗(yàn)、熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)腐蝕等檢測(cè)手段對(duì)薄膜的形貌成分和性能進(jìn)行了分析?？疾炝瞬煌膮?shù)及等離子注入處理對(duì)薄膜形貌和性能的影響，確定了本實(shí)驗(yàn)中制備TiC薄膜的最佳工藝

3、。
　　結(jié)果表明，直管過(guò)濾陰極弧方法在不銹鋼表面可以制備結(jié)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(jìng)相生長(zhǎng)。在液態(tài)錫釬料中浸泡1周后，沒(méi)有腐蝕和大量擴(kuò)散的跡象。浸錫后沾錫量很少，幾乎可以忽略不計(jì)。液態(tài)錫釬料對(duì)薄膜不潤(rùn)濕，潤(rùn)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(duì)于不銹鋼表現(xiàn)出非常好的摩擦學(xué)性能，鍍膜后，摩擦系數(shù)從0.6降低到0.11。同時(shí)，顯

4、微硬度、膜基結(jié)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(duì)于不銹鋼的200HV、-0.671V和51μA分別改善到1335HV、-0.288V和1.84μA，膜基結(jié)合力為58.67N，熱循環(huán)后仍為51.21N）。對(duì)最優(yōu)試件進(jìn)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(lèi)金剛石膜，但其中含有大量的非晶石墨相。對(duì)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