不銹鋼表面氮化-DLC涂層復(fù)合改性研究.pdf

1、不銹鋼于20世紀初被著名的英國冶金學(xué)家亨利2布雷爾利發(fā)明以來，由于其具有使用壽命長、壽命周期成本低、可循環(huán)利用和外觀優(yōu)美賞心悅目等優(yōu)點，成為人類最為歡迎的綠色環(huán)保金屬材料之一，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、國防、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護等各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　近年來，航空航天、船用機械以及能源行業(yè)發(fā)展十分迅猛，因而對于不銹鋼的綜合性能提出了更高的需求，尤其是在表面耐磨減摩方面。本論文使用等離子體增強電弧離子鍍設(shè)備，首先用熱絲加強放電的輝

2、光等離子體分別對1Cr17Ni2馬氏體不銹鋼以及18-8型304奧氏體不銹鋼施行表面氮化處理，對氮化層的表面形貌、成分、相結(jié)構(gòu)及性能進行測試及分析，以期獲得有梯度提升的表面強化性能，為進一步的后續(xù)強化處理避免出現(xiàn)“蛋殼”效應(yīng)打下基礎(chǔ)。其次，在氮化預(yù)處理的基體上，再采用電弧等離子體沉積DLC涂層，進行氮化/DLC涂層一體化的表面復(fù)合改性處理，以期在不銹鋼基體上獲得高硬度、低摩擦系數(shù)的改性層，從而提高不銹鋼的表面綜合性能，使之更加符合當今時

3、代的要求。
　　首先，在僅改變偏壓的情況下使用熱絲增強放電的輝光等離子體對1Cr17Ni2馬氏體不銹鋼進行等離子體氮化處理，對氮化層的表面形貌、成分、相結(jié)構(gòu)及性能進行了測驗和分析。結(jié)果表明：滲氮處理的1Cr17Ni2馬氏體不銹鋼硬度從表面到50μm處取值范圍為3.67 GPa~9.25 GPa，氮化層內(nèi)CrN和Fe2N這兩種相的生成是不銹鋼硬化的主要原因，然而同基體相比，表面摩擦系數(shù)僅由1.1下降到0.9，表面耐磨性仍然不理想；而

4、304奧氏體不銹鋼經(jīng)氮化處理后不銹鋼也取得了強化效果，其表面硬度從3.67 GPa最高可提高到6.13 GPa，并在30μm深度內(nèi)硬度保持在5.32 GPa以上，但表面摩擦系數(shù)也僅由1.1下降到0.8，在減摩方面也未達到預(yù)期指標。
　　之后，在優(yōu)選出的氮化預(yù)處理工藝的基體上，用原設(shè)備一體化的基礎(chǔ)上再采用電弧等離子體在二種不銹鋼樣品上沉積DLC涂層，對改性層的成分、相結(jié)構(gòu)和性能進行了測驗與分析。結(jié)果表明：經(jīng)復(fù)合改性處理的1Cr17N