一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层的制备方法，属于金属材料表面处理技术领域。将金属材料工件表面磨平、抛光、清洗后，放置于空心阴极放电离子源渗氮炉内的阳极电位台上，炉内抽真空到10‑15Pa，充入氨气并维持工作气压100‑500Pa，在440‑520℃保温氮化8h，冷却后得到渗氮沉积复合减摩耐磨改性层。试样处于阳极电位，无需离子轰击，氮原子也可渗入奥氏体基体形成渗氮强化层，有效避免了边缘效应问题，整个表面的硬度是均匀的；金属工件经阳极渗氮后，表面形成了渗氮沉积层，减摩耐磨性能明显提升。

Method for preparing composite antifriction and wear-resistant modified layer on surface of metal material by nitriding and deposition

The invention discloses a method for preparing a composite antifriction and wear-resistant modified layer on the surface of metal material, belonging to the technical field of surface treatment of metal materials. The metal material workpiece surface polishing, polishing, cleaning, the anode potential Taiwan placed in the hollow cathode ion source discharge nitriding furnace, vacuum furnace to 10 15Pa, filled with ammonia and maintain the working pressure of 100 500Pa in 440, 520 DEG C nitride 8h, cooling after nitriding composite deposition reduction friction and wear resistance of modified layers. The sample in the anode potential, without ion bombardment, the nitrogen atom can also penetrate into the Austenite Formation of nitriding hardened layer, effectively avoids the problem of edge effect, the surface hardness is uniform; metal piece is formed on the surface of anode after nitriding, nitriding layer deposition, reducing Monai grinding performance improved significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法
本专利技术属于金属材料表面处理
，具体涉及一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法。
技术介绍
奥氏体不锈钢由于表面存在致密的钝化膜层，在氧化性介质具有优异的耐腐蚀性能。但是由于其表面硬度低和耐磨性差，导致在实际应用中，因磨损严重而失效。氮化作为改善奥氏体不锈钢表面硬度和耐磨性的重要工程技术得到广泛应用。低温离子渗氮技术处理AISI316奥氏体不锈钢，氮化物析出被完全抑制，获得了单一相的渗氮层。XRD表明原始奥氏体基体衍射峰向低角度偏移，形成新的较宽的衍射峰。在ASTM卡片中无法找到该相，故把此新相称之为S相。S相的发现使得在提高不锈钢硬度和耐磨性能的同时，不降低其原有的耐蚀性成为可能。在常规直流离子渗氮(DCPN)过程中，离子轰击可以消除表面钝化层，无需去钝处理。但因工件几何形状导致其电场分布差异，导致离子轰击程度不同，进而造成工件表面温度的不均匀性，最后存在工件表面传热传质的差异。AISI316L不锈钢在DCPN渗氮过程造成的“边缘效应”问题，圆环区域硬度明显高于中心区域，但耐腐蚀性能较差，显微组织结构表明圆环处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属材料工件表面磨平、抛光，用酒精清洗后，放置于空心阴极放电离子源渗氮炉内的阳极电位台上；(2)启动抽真空系统对渗氮炉抽真空，当炉内真空度达到10‑15Pa时，向真空炉内充入净化过的氨气，使氨气均匀分布在整个渗氮炉内，调节氨气的流量，使炉内的压强保持100‑500Pa；(3)打开供电系统的电源，炉内的氨气在高压电场的作用下发生电离形成NH

【技术特征摘要】
1.一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属材料工件表面磨平、抛光，用酒精清洗后，放置于空心阴极放电离子源渗氮炉内的阳极电位台上；(2)启动抽真空系统对渗氮炉抽真空，当炉内真空度达到10-15Pa时，向真空炉内充入净化过的氨气，使氨气均匀分布在整个渗氮炉内，调节氨气的流量，使炉内的压强保持100-500Pa；(3)打开供电系统的电源，炉内的氨气在高压电场的作用下发生电离形成NHj+、N+和H+等离子体，到达所渗氮温度后，开始计算保温时间；(4)保温结束后，切断电源，维持低压，使工件在氨气气氛中随炉冷却，待温度降到200℃以下出炉，得到渗氮沉积复合减摩耐磨改性层。2.根据权利要求1所述的一种金属材料表面渗氮沉积复合减摩耐磨改性层制备方法，其特征在于，步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永勇，李杨，王伟，赵军，胡宝国，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11