鋼表面電解液等離子體微弧碳氮共滲層的制備及性能研究.pdf

1、液相等離子體電解碳氮共滲，又稱電解液微弧碳氮化工藝可以在不同金屬表面實(shí)現(xiàn)快速碳氮共滲。本文首先對(duì)45＃鋼作陰極時(shí)的微弧碳氮化過程進(jìn)行了研究，重點(diǎn)探索了溶液中的放電特征，研究了電解液配方、頻率和占空比對(duì)起弧條件的影響，分析了電解液中的反應(yīng)機(jī)理；研究了電解液配方、頻率和占空比、處理時(shí)間對(duì)碳氮共滲層組織、結(jié)構(gòu)與性能的影響。
　　對(duì)電解滲透放電特性的研究結(jié)果表明，起弧電壓隨導(dǎo)電率、頻率和占空比的增加而下降，隨尿素濃度的增加而先升后降；起弧

2、時(shí)的電流隨導(dǎo)電率的增加而上升，隨占空比的增加而下降，隨頻率的增加而先降后升，但是頻率和占空比對(duì)起弧電壓以及電流的影響幅度很小。恒壓模式下的電壓隨電流增加變化的電流電壓特性曲線表明放電過程可以分為四個(gè)階段，且陰極承擔(dān)絕大部分的電壓降。陽極產(chǎn)生的是惰性的N2，不能為碳氮共滲提供活性N，只有陰極反應(yīng)生成的NH3才可以提供活性N；放電過程中，試樣表面的溫度始終高于電解液中的溫度，在微弧放電區(qū)域，溫度能迅速達(dá)到奧氏體溫度區(qū)。
　　溶液配比對(duì)

3、共滲處理的影響為，當(dāng)電壓和處理時(shí)間固定時(shí)，隨著尿素含量的增加，處理后滲層厚度增加。研究發(fā)現(xiàn)，KCl導(dǎo)電鹽含量通過影響PECN過程電參數(shù)來影響滲層質(zhì)量。PECN處理后試樣表面的相組成主要是馬氏體、鐵氮化合物、鐵碳化合物，表面形貌主要呈多孔狀，增加頻率和降低占空比可以降低表面粗糙度。增大頻率和占空比，試樣表面的硬度增大，從表層到心部，硬度逐漸降低。增加處理時(shí)間可以有效增加滲層厚度。
　　耐磨性測(cè)試表明：PECN處理后表面耐磨性和基體相