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文檔簡介
1、本文采用等離子體基離子注入的方法,通過改變C、N、Ta三種元素的注入劑量和注入順序在GCr15軸承鋼基體上制備了表面改性層,以提高材料表面的硬度和耐磨性能。
利用X射線光電子能譜(XPS)分析了表面注入層的成分和原子百分含量;用激光拉曼光譜(Raman)分析了表面注入層的性質(zhì);并通過XRD測試分析了表面注入層的相結(jié)構(gòu)。利用美國NanoIndenterXP型納米壓痕儀測量硬度和彈性模量;通過球-盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了在干摩擦、
2、常規(guī)實(shí)驗(yàn)室條件下表面改性層的摩擦學(xué)行為,并根據(jù)磨痕輪廓采用積分的方法計(jì)算粘著和磨損量,也對(duì)試樣摩擦表面進(jìn)行了金相和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析。
研究結(jié)果表明:等離子體基離子注入C、N后,在試樣表面形成DLC膜。先注氮后注碳試樣表面注入層的DLC膜性質(zhì)優(yōu)于先注碳后注氮的試樣;無論是先注碳后注氮還是先注氮后注碳,硬度變化規(guī)律都是先增加后降低,并且在C和N的注入劑量都是3E17ions/cm2時(shí),表面注入層硬度最高。先注氮后注
3、碳試樣表面耐磨性好于先注碳后注氮試樣,并且隨著碳注入劑量的增加,耐磨性逐漸提高。摩擦副為GCr15鋼球,先注碳后注氮試樣的磨損機(jī)制以粘著磨損為主,先注氮后注碳試樣的磨損機(jī)制以磨粒磨損為主;摩擦副為Si3N4陶瓷球,隨著氮離子注入劑量的增加,磨損機(jī)制由兩種機(jī)制并存變?yōu)檎持p,隨著碳離子注入劑量的增加,磨損機(jī)制由兩種機(jī)制并存轉(zhuǎn)變?yōu)槟チDp。
等離子體基離子注入C、N、Ta后,試樣表面注入層形成TaC,Ta2C相。摩擦系數(shù)由于Ta
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