【摘 要】
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前期工作中,我们采用氮气高频低压等离子体浸没离子注入( HLPⅢ)氮化技术大幅度提高了工业纯铁的力学性能及耐腐蚀性,为了研究在低真空条件下利用HLPⅢ氮化技术对工业纯铁表
【机 构】
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西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,材料科学与工程学院,四川成都610031
【出 处】
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中国工程院化工、冶金与材料工学部第七届学术会议
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前期工作中,我们采用氮气高频低压等离子体浸没离子注入( HLPⅢ)氮化技术大幅度提高了工业纯铁的力学性能及耐腐蚀性,为了研究在低真空条件下利用HLPⅢ氮化技术对工业纯铁表面改性,降低处理成本,促进工业纯铁HLPⅢ氮化技术的工业应用,本文研究了基底真空(残余氧气)对纯铁高频低压等离子浸没离子注入及氮化的影响,在注入及氮化过程中通入少量氧气,人为降低设备的基底真空度(增加真空室中残余氧气).通过X射线衍射(XRD)分析了HLPⅢ氮化前后工业纯铁表面的相结构；利用显微硬度和销盘式摩擦磨损实验评价了改性前后工业纯铁的硬度及耐磨性等机械性能；在0.9％ NaCl溶液中进行电化学腐蚀实验评价了改性后工业纯铁的耐腐蚀性.研究结果表明,与在高基底真空度下(未人为通入氧气)进行等离子体浸没离子注入(HLPⅢ)氮化的样品相比,当通入氧气分压较小时(＜6.5×10-3 Pa),残余氧的存在不影响氮化层的结构成分和性能,表面改性层主要由Fe2N和Fe3N相组成,样品具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性；但是,随着氧气分压的增大(＞9.4×10-3pa),样品表面的相结构由Fe2N和Fe3N的混合相向Fe3N和Fe3O4的混合相转变,硬度和耐磨性降低,耐腐蚀性下降,说明采用氮气高频低压等离子体浸没离子注入(HLPⅢ)氮化技术对纯铁表面处理,要保证真空室中残余氧气分压小于6.5×10-3Pa.
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