高頻氮化技術(shù)在鈦及鈦合金表面生成硬質(zhì)氮化膜的研究及應(yīng)用.pdf

1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、密度小、耐腐蝕以及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油、原子能、船舶制造和外科植入手術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域中。但鈦合金摩擦系數(shù)高，耐磨性差，對粘著磨損和微動磨損非常敏感，其表面容易劃傷、咬合等。當(dāng)使用溫度超過550℃時(shí)，氧化膜開始被鈦基體吸收，此時(shí)基體金屬鈦便能與大氣中的氧、氮等氣體發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，并使金屬迅速脆化，這些缺點(diǎn)進(jìn)一步限制了其應(yīng)用范圍。為此，采用合適的表面處理技術(shù)改善其使用性能十分重要。 本

2、文采用高頻感應(yīng)氮化技術(shù)在鈦合金(TC4)表面生成氮化膜，該技術(shù)是一種新型的表面處理技術(shù)，與其它表面處理技術(shù)相比其具有能耗小、效率高、成本低、作業(yè)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)，是鈦合金表面處理的新嘗試。主要研究了在760～1060℃的溫度范圍內(nèi)鈦合金(TC4)的高頻感應(yīng)氮化處理，分析了影響氮化膜層性能的相關(guān)參數(shù)；通過XRD、SEM分析了膜層的相組成和微觀結(jié)構(gòu)；并初步探討了氮化膜層的生長機(jī)理。 通過可行性試驗(yàn)研究，得到了制備氮化鈦膜層相應(yīng)的工藝參數(shù)

3、。并通過系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)研究分析得到：①處理溫度對膜層性能的影響規(guī)律；②氮化時(shí)間對膜層性能的影響規(guī)律等。另外由XPS和XRD分析可知：鈦合金高頻感應(yīng)氮化膜主要由TiN和Ti<,2>N相等組成。在此溫度范圍內(nèi)，氮化膜的厚度約為22.8—32.8μm，硬度約為HV 500～1319。 與離子體滲氮工藝相比，高頻感應(yīng)氮化工藝處理時(shí)間最短，工作效率最高，利用該項(xiàng)技術(shù)所得的氮化膜層的性能也比較優(yōu)良，處理過程中對環(huán)境無任何污染，是一種有發(fā)展前景