1050工業(yè)純鋁表面離子滲氮層的組織與性能研究.pdf

1、針對鋁及鋁合金耐磨、耐蝕性差等問題，利用等離子體滲氮技術(shù)，在1050工業(yè)純鋁的表面形成AIN改性層。研究了NH3、N2兩種滲氮氣體在不同工藝制備的AIN層組織、結(jié)構(gòu)及性能。借助掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)及輝光放電光譜儀(GDS)對滲層微觀形貌、成分及相組成進行分析;采用往復(fù)摩擦磨損試驗機研究滲氮層摩擦學(xué)性能，并與基材進行對比;利用電化學(xué)腐蝕和失重腐蝕評價了滲氮層在模擬雨水及3.5wt.％NaCl溶液中的耐腐蝕性。

2、　　 滲氮層主要由AIN及少量Al組成。厚度約1-4μm。隨滲氮溫度的升高及時間的增加，改性層厚度有所增加。采用N2制備的滲氮層呈灰白色并有金屬光澤，表面粗糙度、致密性等優(yōu)于NH3制備的滲氮層，滲層厚度也較大。
　　 在滑動干摩擦條件下，不同工藝氮化層的摩擦系數(shù)均在0.2-0.3左右，說明能夠降低鋁的摩擦系數(shù)(0.55)，起到減摩效果。滲氮層比磨損率降低為鋁的40％左右。綜合來看，滲層能夠改善基材的摩擦磨損性能。1050鋁的磨

3、損機制主要為粘著磨損和少量磨粒磨損，而滲氮層的磨損機制以表面微切削作用和磨粒磨損為主。
　　 在模擬雨水腐蝕介質(zhì)中，與鋁基材相比，兩種滲氮氣體制備的改性層自腐蝕電位均有不同程度提高。NH3滲氮層的腐蝕電流密度較基體材料（5.62μA· cm-2）下降了4μA·cm-2以上，N2滲氮層的腐蝕電流密度下降了一個數(shù)量級。經(jīng)過滲氮處理以后，1050鋁在模擬雨水中的腐蝕傾向性及腐蝕速度均有較大幅度下降。NH3滲氮層和N2滲氮層對于基體材料