一、模具钢渗氮层结构及其耐磨性研究（论文文献综述）
郑小燕[1]（2008）在《H13模具钢热处理工艺优化及表面渗氮处理研究》文中研究指明本文结合生产实际,以提高挤压模具的使用寿命为目的,分析了取自生产实际的报废H13钢铝型材挤压模具渗氮层的失效形式,围绕H13挤压模具钢的热处理、渗氮工艺和热处理状态对H13模具钢渗氮层的影响等三个方面进行了系统的研究,并获得如下主要结论:1.H13钢挤压模具失效分析H13钢热挤压模具渗氮层由于软化、断裂和塑性变形等导致和加速磨损而引起失效。2.H13模具钢的热处理工艺优化H13钢经1050℃淬火后在560-600℃的温度下回火两次,可使其硬度达到较佳的使用范围（HRC48-52）,且韧性较好。3.渗氮工艺对H13模具钢渗氮层的影响采用渗氮工艺1处理的H13模具钢表面渗氮层厚度达0.24mm,其中白亮层厚度约10μm,表面硬度950HV（约67HRC）,表面化合物层结构致密。采用渗氮工艺2处理的H13模具钢表面渗氮层厚度约为25μm,没有白亮层,表面硬度为52HRC。经过渗氮工艺2二次渗氮后的H13模具钢表面渗氮层厚度未有增加,但模具表面形成了一层很薄的亮白氮化层,其厚度约为3μm,表面硬度为53.8HRC。4.热处理状态对H13模具钢渗氮层的影响渗氮前后芯部硬度相差不大,但渗氮处理后芯部组织进一步稳定:经“淬火+二次回火”和“淬火+三次回火”的试样渗氮后,渗氮层厚度均达到约0.24mm,致密化合物层厚度达10μm以上,表面硬度达950HV（约67HRC）,且表面耐磨性较好。这两种热处理状态下化合物层均由ε相（Fe2N）、γ′相和Fe3O4构成,扩散层均由α-Fe、ε相（Fe3N）、CrN相和γ′相构成,但各相含量有一定差别。而淬火态和“淬火+一次回火”态渗氮试样未能获得具有足够好综合性能的渗层组织。综合比较不同淬火加热温度,不同回火次数下H13模具钢的组织和性能,不同渗氮工艺下H13模具钢渗氮层的组织和性能,不同热处理态渗氮H13模具钢的化合物层及整个渗氮层厚度、渗氮层硬度及其向芯部的过度情况、渗层致密性及其缺陷和组织稳定性,铝型材挤压模具用H13钢的热处理及渗氮处理工艺应选用:1050℃淬火,560-600℃回火两次（要求较严格的模具应回火三次）,稳定渗氮阶段温度为540～570℃,渗氮时间12h,NH3分解率30～40%。
张子威[2]（2019）在《H13钢表面等离子体渗氮和磁控溅射制备低氮W（N）纳米结构涂层研究》文中研究说明随着现代制造业的快速发展,模具的工况（冲击载荷、摩擦磨损和腐蚀等）日趋恶劣,对模具的综合性能和使用寿命提出了更高的要求。始于模具表面的失效与损伤很大程度上缩短了模具的寿命,因此,除了改善模具原材料之外,采用表面强化技术提高模具表面硬度和耐磨性等,从而延长其使用寿命也十分重要。先进等离子体渗氮、磁控溅射技术的创新研发可为高端精密模具提质延寿提供可选的解决方案。在涂层选择与设计上,基于低氮W系涂层兼具硬度高、附着性好、摩擦学和耐蚀性能优异等优点,作为最具潜力的硬质涂层之一,有望打破目前工模具表面仍以Ti系、Cr系涂层为主的现状。本文主要在H13钢上探讨了离子轰击预处理对电弧等离子体辅助渗氮层组织与性能的影响,并系统研究了磁控溅射（高功率脉冲磁控溅射（简称HiPIMS）、直流磁控溅射（简称DCMS））技术可控制备低氮W（N）纳米结构涂层,重点探究:（1）离子轰击预处理对渗氮层组织结构与性能的影响规律;（2）探究N掺杂、占空比对磁控溅射制备W（N）纳米结构涂层结构与性能的影响规律。H13钢采用电弧等离子体辅助渗氮技术制得渗氮层的相结构主要由?-Fe和?-Fe3N组成;渗氮层厚度随着离子轰击预处理时间的增加而增加,化合物层厚度范围1.01.5μm,扩散层厚度范围12.321.8μm;渗氮速率高达22.8μm/h;离子轰击90 min时渗氮层中N含量高达10.29 wt.%;渗氮层的脆性等级均为一级;渗氮层的自腐蚀电流密度均比H13钢基体的小了一个数量级,显着改善了钢基体的耐蚀性能;渗氮层的摩擦系数范围0.680.75（对磨球Si3N4）,均小于钢基体的摩擦系数（0.76）;渗氮层的磨损率均比钢基体的小,显着改善了钢基体的耐磨性。氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层、氮掺杂DCMS W（N）纳米结构涂层的原子比分别为W95.95N4.05、W94.54N5.46,HiPIMS纯W纳米结构涂层中有少量O的存在;三种涂层的物相均为?-W相,其中氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层、HiPIMS纯W纳米结构涂层、氮掺杂DCMS W（N）纳米结构涂层中?-W相择优取向晶面分别为（222）、（110）、（211）。三种涂层晶粒平均尺寸均在纳米量级（4.421.5 nm）,氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层晶粒尺寸低至4.4 nm;氮掺杂DCMS W（N）纳米结构涂层、HiPIMS纯W纳米结构涂层、氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层沉积速率分别为2.6、0.8、0.6μm/h,氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层硬度高达29.73 GPa,且其韧性最好,结合力54 N。氮掺杂DCMS W（N）纳米结构涂层的结合力大于100 N;三种涂层的摩擦系数范围0.440.53（对磨球Si3N4）,磨损率均比H13钢基体的小;氮掺杂HiPIMS W（N）纳米结构涂层的磨损率低至9.4×10-16 m3/N?m,耐磨性最好;三种涂层的自腐蚀电流密度均比H13钢基体的自腐蚀电流密度小了一个数量级,耐蚀性均比钢基体好。H13钢表面采用HiPIMS技术、调控占空比（2.9%、3.8%、5.8%）沉积涂层的表面形貌均呈韧窝状,均由bcc结构?-W相组成,且均呈（222）面择优取向。随着脉冲占空比增大,涂层厚度增大,沉积速率加快,占空比5.8%时涂层的沉积速率高达1.0μm/h;涂层晶粒平均尺寸逐渐减小,均在纳米量级（4.34.5 nm）;涂层的硬度和弹性模量均呈增大趋势,占空比5.8%时涂层硬度高达31.11 GPa;涂层与基体的结合力范围3854 N,占空比3.8%时涂层结合力达54 N;三种涂层的摩擦系数范围0.330.44（对磨球Si3N4）,且涂层磨损率均比H13钢基体的小,占空比5.8%时涂层的磨损率低至4.8×10-16 m3/N?m,耐磨性最好;涂层磨损机制主要为氧化磨损和粘着磨损,伴随着少量的磨粒磨损。涂层的耐蚀性能较H13钢基体有了明显改善。
李海智[3]（2017）在《高压辊磨机用Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢的制备和性能研究》文中研究说明高压辊作为高压辊磨机的重要部件,其辊面强度与耐磨性的高低直接影响高压辊磨机的使用寿命。目前,较为先进的辊面是硬质合金柱钉镶嵌辊面,其使用寿命远高于耐磨材料堆焊辊面。但在实际使用过程中硬质合金镶嵌辊面基体材料耐磨性和强度的不足仍是制约其使用寿命的关键因素。本研究针对高压辊磨机的工况要求,采用离心铸造技术制备出新型高强耐磨钢辊面试验件。根据新型高强耐磨钢多元合金成分的特点,采用合理的热处理工艺使其性能获得显着提高,并实现了高强耐磨钢在高压辊磨机硬质合金镶嵌辊面上的产业化应用。同时,对新型高强耐磨钢进行深冷与气体渗氮处理,使其性能与使用寿命获得了进一步的提高。本文主要研究结果如下:根据高压辊磨机辊面材料的性能要求和大型辊套离心铸造的工艺特点,本文首先设计了高压辊磨机用Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢辊面材料的化学成分。采用离心铸造技术制备出了组织均匀、性能稳定且无宏观偏析的大型高强耐磨钢辊套试验件,其铸态组织主要由马氏体、多组元合金碳化物和残余奥氏体组成,辊套表面与截面的硬度分布均匀,约为55 HRC。组织中的MC型碳化物呈粒状或短棒状分布在晶粒内,主要富集的元素为V和Mo;M2C型碳化物为层片状分布在晶界附近,主要富集的元素为Mo和Cr;细小的粒状M23C6型碳化物均匀地分布在铸态高强耐磨钢的基体组织中,主要富集的元素为Cr和Fe。此外,Cr元素还以固溶的形式存在于M2C型碳化物与基体中。经热处理后,高强耐磨钢组织主要由马氏体、少量的残余奥氏体、MC型碳化物、M2C型碳化物、M6C型碳化物和回火后析出的二次碳化物组成。与铸态相比,高强耐磨钢经热处理后硬度显着提高,其中560 ℃回火后高强耐磨钢出现二次硬化峰值,硬度高于65 HRC。随淬火保温时间的延长,高强耐磨钢的抗压强度明显提高,最高可达3800 MPa;同一淬火保温时间下,抗压强度随着回火保温时间的延长逐渐下降。高强耐磨钢具有优异的耐磨性,在相同的实验条件下,高强耐磨钢经1080 ℃ × 120 min+ 640 ℃ × 60 min（50 HRC）与 1080 ℃ × 120 min + 560 ℃ × 60 min（65 HRC）热处理后,其耐磨性分别是高铬铸铁Cr16耐磨性的3倍和15倍以上。从高强耐磨钢样品的宏观磨损形貌中可以看出,表面磨痕可分为严重磨损区、过渡区、轻度磨损区和脱离区。轻度磨损区随着样品硬度的降低而减小,严重磨损区和过渡区随之扩大。由于高强耐磨钢组织中高硬度MC型碳化物形成一种骨架结构,在磨损过程中该骨架结构不但能够减小磨料粒子的压痕深度,还使磨料粒子由单一的滑动方式转变为滚动与滑动交替的方式行进,从而减小了磨料粒子对样品表面的磨损。高强耐磨钢经深冷处理后组织中析出大量的第二相碳化物粒子,这些粒子的数量随着深冷处理次数的增加和保温时间的延长逐渐增加。深冷处理后高强耐磨钢的硬度有所下降,冲击韧性和耐磨性提高,其原因主要归结于深冷处理后析出了大量的碳化物能够有效抵抗基体的磨损;同时碳化物的析出使马氏体基体中的C含量下降,导致基体的强度下降、韧性提高。深冷处理后高强耐磨钢组织中大量细小的第二相碳化物粒子在磨损过程中脱落后会发生“滚动效应”,使样品耐磨性进一步提高。基体韧性的提高减少了M2C型碳化物周围微裂纹的萌生。铸态、淬火态与淬火+回火态高强耐磨钢样品经气体渗氮后,渗氮层表面存在的物相主要为:γ’-Fe4N、ε-Fe2-3N、Mo2N、VN和原有的M2C、MC型碳化物,其化合物层厚度为10 μm左右;扩散层中除M2C、MC型碳化物外,同时生成了高氮马氏体、M2（C,N）和VN,渗氮层深度均在250 μm以上。渗氮后高强耐磨钢样品硬度均在1100 HV以上,其中淬火样品渗氮后硬度较高,铸态样品渗氮后耐磨性相对较好。
唐浩兴[4]（2016）在《压铸铝合金A356对模具钢表面处理层的侵蚀研究》文中研究说明在铝合金压铸过程中,模具表面与铝液直接接触,经过长期的循环往复热应力变化,和合金液中固体颗粒的冲刷,以及Fe、Al原子相互反应生成的金属间化合物附着在模具表面导致焊合现象的产生。为减少模具损伤,延长使用寿命,涌现了一系列的表面处理方法如表面涂层、氧化、渗氮、激光硬化等,为工业生产提供了理论参考。为了研究模具钢表面不同的处理方法对其耐热铝侵蚀性能的影响,本文选用某钢厂H11和压铸A356铝合金作为实验材料,通过热浸铝实验研究模具钢表面氧化层和渗氮层的抗铝液侵蚀性能,采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、差式扫描量热分析法（DSC）技术等,分别对不同组别的试样外观、显微形貌、化学成分、物相组成以及热流量变化等进行理论分析,研究模具钢表面氧化层和渗氮层受铝侵蚀的难易程度,反应的激活能大小等,由实验结果和理论分析可得以下结论:（1）侵蚀实验后,普热试样A表面有一定的腐蚀痕迹,区域块状剥落现象略微明显,表面氧化试样B只在小部分有较弱的腐蚀特征,表面渗氮试样C表面出现连续的小腐蚀坑,彼此连接,密集分布;随着浸铝实验时间的延长,三组试样的质量损失逐渐增大。实验前后试样的质量损失数值的大小顺序为:氧化<普通热处理<渗氮;氧化层相对于渗氮层可以更有效地阻止Fe、Al原子的相互扩散,进而减缓二者发生反应的进程,提高模具钢耐铝侵蚀的性能。（2）氧化处理过的试样浸铝后,表面检测到Fe2Al5二元合金以及Fe3Al2Si3和FeAl3Si2三元合金;渗氮后的试样表面仅有Fe3Al和FeAl两种二元合金;Fe、Al两种元素发生反应生成FeAl所需要的驱动力比生成Fe2Al5低,因此前者反应过程较后者容易进行;氧化试样表面含Si元素,降低Al原子的活性以及扩散速率,限制了金属间化合物的继续形成,从而保护模具表面,延长模具的使用寿命。（3）铝与三种不同处理过的模具钢试样发生反应时的放热量从多到少依次为渗氮>普通热处理>氧化,说明渗氮层和铝发生反应的程度比氧化层要剧烈;DSC曲线中的三个峰处,计算可知表面层与铝反应所需要的激活能从小到大依次为渗氮<普通热处理<氧化,说明渗氮层相对氧化层与铝发生反应的倾向性大;耐热铝侵蚀性能方面,氧化处理要优于渗氮处理。
张涛[5]（2013）在《Cr12MoV钢辉光等离子渗氮及渗钒研究》文中认为腐蚀、断裂和磨损是零件失效的主要形式,其中由摩擦导致的磨损失效最普遍,约占零件失效的70%。表面强化技术作为提高零件使用性能和寿命的重要手段,得到了国内外的广泛重视。研究先进的表面改性技术对提高零件使用寿命,节约成本和提高生产效率有着十分重要的意义。本文研究了采用双层辉光等离子技术在冷作模具钢Cr12MoV表面的离子渗氮和渗钒处理技术,以获得具有高耐磨性的渗层。本文通过金相显微镜、扫面电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射仪（XRD）以及显微硬度计等测试手段研究了Cr12MoV钢辉光等离子渗氮和双辉等离子渗钒层的深度、组织形貌、化成成分和相组成及显微硬度与工艺条件的关系,优化了处理工艺；并比较了Cr12MoV钢的渗层与淬回火处理的耐磨性。获得如下研究成果：（1）在Cr12MoV钢表面获得较理想的辉光等离子渗氮层的工艺参数为：阴极电压600-700V、氮气流量80-100ml/min、渗氮温度530℃、炉内气压500Pa、处理时间4h、氮氢比为1：5。（2）采用最佳等离子渗氮工艺参数制备的渗氮层均匀致密,总深度可达150μm,其中化合物层深度为8-10μm。（3）XRD分析表明,渗氮层的相组成主要由高耐磨性的ε-Fe3N相和高韧性的γ’-Fe4N相组成,表面硬度最高可达1400HV。（4）利用双辉等离子技术对Cr12MoV钢进行渗钒处理,可以获得理想性能的渗层的工艺参数为：阴极电压800-900V、阴极电压400～500V、处理温度950℃、炉内气压30-35Pa、极间距15～20mm、处理时间4h。（5）探索研究了氮+钒复合处理技术。对Cr12MoV钢表面进行辉光等离子渗氮处理后的渗钒可以获得比单独渗氮和渗钒层性能更加优良的复合渗层。（6）XRD分析表明,复合渗层主要由具有高硬度和耐磨性的α’、VN、V2N和Fe3C组成；渗层表面硬度可达到1900HV；渗层深度达8-10μm。（7）辉光等离子渗氮+渗钒复合处理不仅可明显降低摩擦副的摩擦系数,而且具有很好的耐磨性,其最佳处理条件是：在530℃辉光等离子渗氮处理4h后,再直接在950℃下双辉等离子渗钒处理4h。
蔡盼盼[6]（2016）在《H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究》文中研究说明PN-PVD复合处理,兼具离子渗氮技术（PN）和物理气相沉积技术（PVD）双重优势,已被广泛应用于模具钢、关键零部件表面强化（或强韧化）处理。研究的重点在于对复合涂层的结构设计,尤其渗氮化合物层对复合涂层综合性能的影响方面,不仅要聚焦于复合涂层的界面附着性和残余应力改善方面、更有必要对其微观作用机理进行研究。本文采用电弧等离子辅助渗氮（Arc Plasma Assisted Nitriding Technology）技术与先进等离子辅助电弧蒸发（Advanced Plasma Assisted Arc,APA-Arc）技术在H13钢基体上制备了一系列（Ti,Al）N复合涂层,系统地研究了渗氮层和复合涂层的组织结构与力学性能,对复合处理提高界面结合力微观机理进行探讨,为新型的复合涂层技术提供了理论基础和技术支持。主要结果如下:采用电弧等离子辅助渗氮技术对H13钢进行渗氮处理,探讨了四种不同预处理状态（抛光态、砂纸研磨态、砂轮研磨态、喷砂态）以及三种不同氮氢流量比（N2:H2=50:25、38:38、25:50）对渗氮层的影响规律,试验结果表明:渗氮层组织为含氮马氏体、少量氮化物ε-Fe3N,渗氮表面硬度均大于1100HV0.1,脆性等级1-2级。渗氮后表面粗糙度与接触角增加,抗粘附能力提高。表面砂纸研磨与砂轮研磨,轻微的形变以及较小的残余应力促进了氮原子的扩散,获得渗氮层厚度达40-45μm,提高渗氮速度。不同氮氢流量比渗氮结果表明,适当增加氢气流量,可提高渗氮速度,减少化合物层的产生。N2:H2=25:50时获得渗氮层厚度40-45μm,化合物层厚度0-0.3μm,渗氮层的韧性最好。在抛光态H13钢上APA-Arc沉积Al0.55Ti0.45N单一硬质涂层、不同等离子渗氮层（氮氢流量比不同）上APA-Arc沉积PN-PVD Al0.55Ti0.45N硬质涂层。结果表明:与渗氮相比,PN-PVD复合处理提高了表面硬度与耐磨性,降低了渗氮层的表面粗糙度。与单一涂层相比,PN-PVD复合涂层摩擦系数稳定,无突变区域,具有更好的耐磨性。PN-PVD复合处理提高了结合力,压痕法测得单一涂层结合力等级为HF3-4,复合涂层均为HF1。不同渗氮复合涂层中,无化合物层复合涂层的结合力最好,划痕法测得结合力指标Lc2达58N。复合涂层的界面结合力提高机理在于无化合物渗氮层HPN/EPN（反映弹性应变能力）与涂层Hfilm/Efilm匹配性更佳。选取无化合物渗氮H13钢,采用APA-Arc技术分别沉积PN/TiN、PN/Al0.55Ti0.45N、PN/Al0.67Ti0.33N,探讨TiN基涂层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响。结果表明,三种硬质涂层均为B1-NaCl结构,PN/TiN复合涂层呈（111）、（220）晶面择优取向,柱状晶结构明显。PN/Al0.55Ti0.45N与PN/Al0.67Ti0.33N复合涂层呈（200）晶面择优取向,随着Al的加入,抑制了原子扩散,柱状晶结构不明显。PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层的表面粗糙度最小、接触角最大、较好的表面质量以及较高的抗粘附能力。三种涂层表面纳米硬度分别是24.89GPa、30.17GPa、26.49GPa。摩擦磨损结果表明:PN/TiN与PN/Al0.67Ti0.33N复合涂层磨损表面具有明显的犁沟,PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层磨损表面平整仅覆盖少量磨屑,且具有较好的耐磨性。PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层涂层表面质量高、高硬度、高附着性和高耐磨性。
刘安翔[7]（2003）在《新型热作模具钢4Cr2MoWVNi的研制及其在康明斯连杆模具上的应用研究》文中认为传统的热作模具钢（如5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl或3Cr2MoWVNi钢）虽然高温下具有良好的机械性能,可是当工作温度超过600℃后,模具易产生热磨损、冷热疲劳和堆塌现象,尤其是模具上那些在工作中热量集中且不易散发的部位更是如此,从而导致模具失效。对此,我们选用4Cr2MoWVNi新型热作模具材料进行了热处理工艺与性能的试验研究,以考核其热模锻压力机对模具使用性能的影响。 论文研究了热处理工艺对4Cr2MoWVNi新型热作模具材料机械性能的影响,结果表明:4Cr2MoWVNi钢的最佳热处理工艺为:1000±10℃油淬,590±10℃二次回火,压力机模具使用硬度推荐为HRC42～49。4Cr2MoWVNi钢淬火得到的组织为板条马氏体+粒状碳化物+少量残留奥氏体,回火后的组织为回火索氏体+粒状碳化物,且碳化物的分布细小均匀,其热稳定性和强韧性优于H11钢。用于制造压力机Cummins连杆锻模,其使用寿命比H11提高65%。 论文还研究了4Cr2MoWVNi钢的离子渗氮工艺,并自行设计制造了一台热磨损实验机,对不同热处理条件下的4Cr2MoWVNi钢进行热磨损冲击试验,结果表明:4Cr2MoWVNi钢离子渗氮的最佳工艺为:保温温度520℃,保温时间18小时,总渗层深度为0.15～0.2mm。在相同处理条件下,无论试样是否氮化,4Cr2MoWVNi钢的耐磨性都比H11钢要高,磨损率降低50～122%。模具经过离子渗氮后,可以显着提高使用寿命,无论是4Cr2MoWVNi钢还是H11钢氮化后模具寿命均提高50%左右。
朱振中[8]（2016）在《低温离子氮化及其对双重处理H13模具钢性能的影响》文中指出压铸铝合金主要应用在汽车、摩托车发动机系统和运行系统以及许多3C产品的外观件上。压铸模市场巨大但其精度、寿命成为制约行业发展的技术瓶颈。压铸模主要工作在高温铝液的熔蚀以及磨刷磨损环境中,如何提升压铸模具在这样一个严苛环境中的寿命成为了一个重要的工程问题。本论文首先利用空心阴极离子源辅助渗氮设备对H13钢表面进行了低温离子渗氮,而后在优化工艺后的渗氮钢表面制备了致密CrAlN涂层,采用了金相显微镜、显微硬度计、洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对渗氮样及涂层样的组织、显微硬度、结合力、物相、表面形貌等基本性能进行了表征,采用摩擦磨损仪以及熔炼炉对低温渗氮钢及复合涂层样的摩擦磨损性能以及热熔蚀性能进行了表征,现得出以下结论:1.经空心阴极辅助的低温离子渗氮效率高。在保证组织良好脆性小的情况能实现渗层生长速率超过50μm/小时。渗氮层的主要相组成为ε-Fe2-3N,γ′-Fe4N、富氮的α-Fe（N）及富氮回火马氏体。2.含氢气氛有利于增强渗氮层厚度。在渗氮气氛中添加少量含C气氛能有效平缓截面硬度梯度,降低其化合物层的脆性。反应气体为纯氮气的离子渗氮受炉中微量氧的影响很大,它会使样品表面附着一层纳米Fe O膜层。添加含氢气体,在空心阴极放电辅助下,氢具有强还原作用,可有效去除表面生产的氧化膜,促进表面Fe溅射。3.PN1（抛去化合物层）+CrAlN涂层以及PN2（保留化合物层）+CrAlN的涂层膜基结合力均为HF1,达到工模具应用要求。4.不同表面处理的H13模具钢室温下与ADC12合金干式对磨,主要磨损机理是粘着磨损,其次是磨粒磨损。低温离子渗氮以及PVD镀膜均能有效提高抗摩擦粘铝性。低温离子渗氮样品防摩擦粘铝的效果优于CrAlN涂层。在双重处理中,保留氮化组织中的白亮层具有积极效果。5.CrAlN涂层具有非常优异的耐铝液腐蚀能力。700℃铝液中浸泡6h后不会改变其物相组成,硬度也不会发生明显变化。单一CrAlN涂层相当于在基体上设置了惰性屏障,而复合处理则相当于设置了双重屏障。涂层中的凹坑、熔滴缺陷是主要失效点。低温离子渗氮钢中的氮化层可有效提高H13钢的抗铝熔蚀性,氮化层主要失效形式是局部点蚀。氮化层中的白亮层对提高抗铝熔蚀性也具有积极的意义。
梁泓彬[9]（2019）在《螺杆挤出机螺杆的离子化学热处理及其摩擦磨损性能的研究》文中认为螺杆挤出机被广泛地应用在塑料、食品与饲料加工等领域,其核心零件螺杆与设备的生产效率和产品质量有着密不可分的联系。在实际的工作过程中,螺杆既承受着巨大的摩擦力与剪切力,又处于高温和腐蚀的环境中,常发生快速磨损而失效,导致了产品生产计划的延误和设备维护成本的提高。为了减少螺杆的磨损速度,延长使用寿命,目前普遍采用表面处理技术来改善螺杆的耐磨性。本文将使用离子渗氮和离子氮硫复合处理技术对螺杆材料42CrMo钢进行表面处理,采用扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等仪器对样品进行微观形貌观察以及物相成分分析,通过摩擦磨损试验机来研究样品表面的摩擦学性能,根据磨痕形貌和化学成分组成探讨了摩擦磨损机理,并使用超景深三维显微镜测量计算磨损率。针对螺杆挤出机螺杆的工作环境,设计了一台用于模拟性台架试验的摩擦磨损试验机,能够综合评估螺杆的磨损寿命和磨损过程。主要研究内容如下:（1）围绕工艺参数中的渗氮温度,气体比例和炉内气压分别进行对照实验,研究其对42CrMo钢渗氮层组织和摩擦学性能的影响。研究结果表明,适当地提高渗氮温度有利于提高渗氮层的耐磨性,但渗氮温度超过480℃会改变渗氮层的相构成以致耐磨性急剧下降。氢氮流量比的减少可以有效提升渗氮层的整体硬度,也在一定范围内提高渗氮层的耐磨性,当氢氮流量比小于1/3时,会使渗氮层脆性增加,导致耐磨性降低。炉内气压在100 Pa至200 Pa之间的变化对渗氮层硬度梯度的影响不明显,炉内气压的升高会使渗氮层的耐磨性有轻微程度地下降。当渗氮温度为480℃,氢氮流量比为1/1,炉内气压为100 Pa时,所得到的42CrMo钢离子渗氮层磨损率为2.33×10-77 mm3/Nm,摩擦系数为0.35,在设定的离子渗氮参数中表现出了最佳的摩擦学性能。（2）比较分析了42CrMo钢在离子渗硫、离子渗氮和离子氮硫复合处理后的表面微观结构和摩擦磨损性能。实验结果表明,离子氮硫复合处理技术可以在渗氮层上生成以FeS为主要成分的渗硫层,渗硫层能够有效地起到减摩润滑的效果,高硬度的渗氮层基体大大延长了渗硫层稳定发挥润滑作用的时间。复合处理渗层的磨损率为1.55×10-77 mm3/Nm,摩擦系数为0.3,并且对磨偶件的磨损量也最少,在三种表面处理工艺中表现出了最佳的摩擦学性能。（3）完成了螺杆挤出式摩擦磨损试验机的机械结构设计,使用ANSYS Workbench软件对关键零部件进行了结构静力分析与振动分析。计算结果表明,轴承座在载荷下所产生的最大应力值和最大变形值都满足安全设计要求,并且不会因动力系统的激励产生共振现象。
岑爱[10]（2017）在《PVD和渗氮处理对高碳高铬冷作模具寿命影响的研究》文中研究表明冷作模具的使用寿命和性能逐渐难以满足实际生产的需要,模具表面处理亟需推广。本文采用绿色环保的等离子表面处理技术:等离子渗氮以及电弧离子镀对常用的冷作模具钢SKD11以及冷冲压凸模进行处理。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、洛式硬度计以及摩擦磨损试验机等设备对离子渗氮层和电弧离子镀TiN和TiAlN涂层的显微结构和力学性能进行了表征,得到如下结论:（1）渗氮层总厚度为143μm,其中化合物白亮层约为8.5μm,扩散层厚度为135.5μm,渗氮速率为8.41μm/h;渗氮层金相组织为典型的脉状组织,结合XRD分析,主要相组成为ε-Fe3N、γ’-Fe4N和CrN,其中化合物层以ε相为主;渗氮后样品表面粗糙度增加,表面硬度达到1158.5HV。（2）TiN和TiAlN涂层厚度分别为2.26μm和2.17μm,均为面心立方的B1结构,TiAlN为Al原子取代部分Ti原子的固溶体,涂层（111）取向明显。TiN和TiAlN涂层显微硬度分别为2644HV和3216HV。压痕实验表明TiN涂层结合力等级为HF3级,TiAlN涂层结合力等级为HF6级,经过双重处理后,均分别提升至HF1级。划痕实验结果为TiN和TiAlN涂层结合力分别为30.8N和11.8N,经过双重处理后均提升,分别为40.6N和26N。摩擦磨损实验结果所展示出的样品耐磨性关系为:PN+TiN>TiN,PN+TiAlN>TiAlN,TiN>TiAlN,结合力较高的样品耐磨性都较好。（3）根据力学性能测试,选择渗氮和TiN工艺作为SKD11冲头的表面处理工艺,将原始冲头和处理冲头投入实际试用,渗氮后冲头寿命较原始冲头有小幅提升,而带有TiN涂层的冲头寿命显着提升,为原来的3倍。
二、模具钢渗氮层结构及其耐磨性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、模具钢渗氮层结构及其耐磨性研究（论文提纲范文）
（1）H13模具钢热处理工艺优化及表面渗氮处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 挤压工模具的选材 |
| 1.2.1 模具加工方法及其工艺流程 |
| 1.2.2 挤压工模具的工作条件 |
| 1.2.3 铝型材挤压工模具的性能要求 |
| 1.2.4 铝型材挤压工模具的合理选材 |
| 1.3 H13钢的强化技术 |
| 1.3.1 H13钢的热处理工艺 |
| 1.3.2 H13钢的表面强化技术 |
| 1.4 铝型材挤压工模具的失效 |
| 1.4.1 热挤压工模具的早期失效 |
| 1.4.2 热挤压工模具的正常失效 |
| 1.5 文的主要研究内容和研究方案 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究方案 |
| 第2章 H13钢挤压模具渗氮层失效分析 |
| 2.1 失效H13渗氮模具钢的选取 |
| 2.2 失效分析结果 |
| 2.3 讨论 |
| 第3章 H13模具钢的热处理工艺优化 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 挤压模具用H13钢主要的热处理工序 |
| 3.1.2 挤压模具用H13钢及热处理实验方案 |
| 3.2 H13钢热处理实验结果及分析 |
| 3.2.1 力学性能分析 |
| 3.2.2 细织分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 渗氮工艺对H13模具钢渗氮层的影响 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.2 试验结果检测 |
| 4.3 H13模具钢渗氮处理实验结果及分析 |
| 4.3.1 渗氮工艺参数对渗氮质量的影响 |
| 4.3.2 渗氮次数对渗氮质量的影响 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 热处理状态对H13模具钢渗氮层的影响 |
| 5.1 试样制备 |
| 5.1.1 热处理 |
| 5.1.2 渗氮处理 |
| 5.2 检测分析实验 |
| 5.2.1 组织分析 |
| 5.2.2 硬度测试 |
| 5.3 回火次数对渗氮后H13钢组织与硬度的影响 |
| 5.3.1 渗氮处理前芯部组织 |
| 5.3.2 渗氮处理后芯部组织 |
| 5.3.3 渗氮处理后渗层组织与硬度 |
| 5.4 渗氮层相结构及微观组织分析 |
| 5.4.1 X-ray衍射实验结果 |
| 5.4.2 能谱分析结果 |
| 5.4.3 透射电镜分析结果 |
| 5.5 渗氮层的耐磨性 |
| 5.5.1 试验方法 |
| 5.5.2 试验结果及分析 |
| 5.5.3 磨损机理分析 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）H13钢表面等离子体渗氮和磁控溅射制备低氮W（N）纳米结构涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 H13钢概述 |
| 1.3 模具钢表面强化技术 |
| 1.3.1 等离子体渗氮技术 |
| 1.3.1.1 离子渗氮技术研究进展 |
| 1.3.1.2 等离子体辅助渗氮技术 |
| 1.3.2 磁控溅射技术 |
| 1.3.2.1 磁控溅射技术原理简介 |
| 1.3.2.2 磁控溅射靶材的技术要求及亟待解决的难题 |
| 1.3.2.3 高功率脉冲磁控溅射技术研究进展 |
| 1.4 W(N)涂层的研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容及意义 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 基体材料选择 |
| 2.3 等离子体渗氮和W(N)涂层制备过程 |
| 2.4 成分、结构和性能的表征 |
| 2.4.1 表面粗糙度和接触角 |
| 2.4.2 表面和横截面形貌分析 |
| 2.4.3 成分分析 |
| 2.4.4 相结构分析 |
| 2.4.5 硬度与弹性模量分析 |
| 2.4.6 附着性能分析 |
| 2.4.7 耐蚀性能分析 |
| 2.4.8 摩擦磨损性能分析 |
| 第三章 离子轰击预处理时间对H13钢电弧等离子体辅助渗氮层组织与性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.3 渗氮层成分、结构及性能表征分析 |
| 3.3.1 表面形貌与表面粗糙度、接触角分析 |
| 3.3.2 渗氮层横截面显微组织与相结构 |
| 3.3.3 渗氮层成分与硬度分析 |
| 3.3.4 渗氮层洛氏压痕表征 |
| 3.3.5 渗氮层脆性等级表征分析 |
| 3.3.6 耐蚀性能表征分析 |
| 3.3.7 耐磨性能表征分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 H13钢表面磁控溅射制备低氮W(N)纳米结构涂层的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样制备 |
| 4.3 涂层成分、结构和性能的表征分析 |
| 4.3.1 表面粗糙度与接触角 |
| 4.3.2 涂层的表面形貌分析 |
| 4.3.3 涂层成分分析 |
| 4.3.4 涂层的相结构分析 |
| 4.3.5 涂层的横截面形貌分析 |
| 4.3.6 涂层的硬度与弹性模量、维氏压痕评价 |
| 4.3.7 涂层的附着性能 |
| 4.3.8 涂层的耐磨性能 |
| 4.3.9 涂层的耐蚀性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 占空比对H13钢表面HiPIMS制备低氮W(N)纳米结构涂层的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试样制备 |
| 5.3 涂层成分、结构和性能的表征分析 |
| 5.3.1 表面粗糙度与接触角 |
| 5.3.2 涂层的表面形貌分析 |
| 5.3.3 涂层成分分析 |
| 5.3.4 涂层的相结构分析 |
| 5.3.5 涂层的横截面形貌分析 |
| 5.3.6 涂层的硬度与弹性模量、维氏压痕评价 |
| 5.3.7 涂层的附着性能 |
| 5.3.8 涂层的耐磨性能 |
| 5.3.9 涂层的耐蚀性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）高压辊磨机用Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢的制备和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高压辊磨机 |
| 1.2.1 高压辊磨机简介 |
| 1.2.2 高压辊磨机辊面 |
| 1.3 高压辊磨机硬质合金镶嵌辊面基体材料 |
| 1.3.1 硬质合金镶嵌辊面的主要磨损形式 |
| 1.3.2 典型的硬质合金镶嵌辊面的基体材料 |
| 1.4 深冷处理技术 |
| 1.4.1 深冷处理的发展 |
| 1.4.2 深冷处理机制 |
| 1.4.3 深冷处理工艺 |
| 1.4.4 深冷处理在工业中的应用 |
| 1.5 表面强化技术与气体渗氮 |
| 1.5.1 表面强化技术简介 |
| 1.5.2 渗氮 |
| 1.5.3 气体渗氮与渗氮层组织 |
| 1.5.4 合金元素对渗氮层组织及性能的影响 |
| 1.5.5 气体渗氮工艺 |
| 1.6 本文研究背景、目的和主要内容 |
| 第2章 实验设备与检测方法 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.1.1 离心铸造设备 |
| 2.1.2 热处理设备 |
| 2.2 样品的检测方法 |
| 2.2.1 金相显微镜观察 |
| 2.2.2 扫描电镜观察 |
| 2.2.3 XRD物相分析 |
| 2.2.4 电子探针分析 |
| 2.2.5 透射电镜观察 |
| 2.2.6 热膨胀分析 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 硬度测试 |
| 2.3.2 压缩性能测试 |
| 2.3.3 冲击韧性测试 |
| 2.3.4 磨粒磨损测试 |
| 第3章 大型高强耐磨钢辊套的制备与组织分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高强耐磨钢成分设计的主要思路 |
| 3.3 Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢中平衡析出相的热力学计算 |
| 3.3.1 JMatPro软件简介 |
| 3.3.2 Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢热力学计算结果 |
| 3.4 大型高强耐磨钢辊套的离心铸造制备工艺过程 |
| 3.4.1 离心铸造技术 |
| 3.4.2 大型高强耐磨钢辊套的离心铸造制备工艺 |
| 3.5 高强耐磨钢的铸态组织分析 |
| 3.5.1 取样 |
| 3.5.2 离心铸造高强耐磨钢的铸态组织 |
| 3.5.3 离心铸造高强耐磨钢的凝固过程分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 热处理对高强耐磨钢组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高强耐磨钢的热处理工艺设计 |
| 4.3 热处理对高强耐磨钢组织的影响 |
| 4.3.1 热处理对高强耐磨钢基体组织的影响 |
| 4.3.2 热处理后初晶MC与M_2C型碳化物的变化 |
| 4.4 热处理对高强耐磨钢硬度与抗压强度的影响 |
| 4.4.1 热处理对高强耐磨钢硬度的影响 |
| 4.4.2 热处理对高强耐磨钢抗压强度的影响 |
| 4.5 高强耐磨钢的耐磨性研究 |
| 4.5.1 不同硬度高强耐磨钢与耐磨铸铁Cr16 |
| 4.5.2 不同硬度高强耐磨钢与Cr16的显微组织 |
| 4.5.3 不同硬度高强耐磨钢与Cr16的耐磨性对比 |
| 4.5.4 高强耐磨钢的磨粒磨损机制 |
| 4.6 不同硬度高强耐磨钢的冲击韧性 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 深冷处理对高强耐磨钢组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与样品制备 |
| 5.3 深冷处理对高强耐磨钢组织的影响 |
| 5.4 深冷处理过程中碳化物的析出机制 |
| 5.5 深冷处理对高强耐磨钢力学性能的影响 |
| 5.6 深冷处理对高强耐磨钢耐磨性的影响 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 高强耐磨钢的气体渗氮研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备 |
| 6.3 高强耐磨钢渗氮层的组织结构分析 |
| 6.3.1 高强耐磨钢气体渗氮后的金相组织与电子探针面扫分析 |
| 6.3.2 高强耐磨钢渗氮后的XRD物相分析 |
| 6.3.3 高强耐磨钢气体渗氮后渗氮层的组织结构分析 |
| 6.4 显微硬度与耐磨性测试 |
| 6.4.1 渗氮层的硬度分布 |
| 6.4.2 渗氮层的耐磨性研究 |
| 6.5 高强耐磨钢气体渗氮机制 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 结论 |
| 新型高强耐磨钢产业化应用及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及专利 |
| 作者简介 |
（4）压铸铝合金A356对模具钢表面处理层的侵蚀研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 压铸模具概况 |
| 1.1.1 压铸模具的设计 |
| 1.1.2 压铸工艺特点 |
| 1.1.3 模具的使用寿命及失效形式 |
| 1.2 模具表面处理耐铝液侵蚀失效的研究现状 |
| 1.2.1 模具表面处理耐铝液侵蚀失效的国内研究现状 |
| 1.2.2 模具表面处理耐铝液侵蚀失效的国外研究现状 |
| 1.3 表面处理在模具保护方面的应用 |
| 1.3.1 表面化学热处理技术 |
| 1.3.2 涂覆技术 |
| 1.3.3 其他表面强化技术 |
| 1.4 本文的研究目的及主要内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文研究的主要内容 |
| 2 实验 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 熔融金属液材料的选取 |
| 2.1.2 模具钢试样材料 |
| 2.1.3 试样处理方法及组别 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.2.1 熔损实验装置 |
| 2.2.2 热分析实验仪器 |
| 2.3 实验步骤及方法 |
| 2.3.1 静态热浸铝实验 |
| 2.3.2 差式扫描量热分析法 |
| 3 铝合金A356对模具钢的侵蚀机制和现象 |
| 3.1 铝合金A356对模具钢的侵蚀机制 |
| 3.1.1 压铸中模具的三种侵蚀 |
| 3.1.2 模具钢的溶解和焊合 |
| 3.2 金属间化合物的种类及性质 |
| 3.3 铝液侵蚀实验结果 |
| 3.3.1 试样侵蚀宏观形貌特征 |
| 3.3.2 试样失重结果 |
| 3.4 侵蚀显微组织及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 模具钢表面处理层经铝侵蚀的微观分析 |
| 4.1 试样的成分和物相 |
| 4.1.1 氧化处理 |
| 4.1.2 渗氮处理 |
| 4.2 铝与模具钢表面层反应的热动力学分析 |
| 4.2.1 Fe-Al二元系热动力学 |
| 4.2.2 Fe-Al三元系热动力学 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 模具钢表面处理层与铝合金的DSC分析 |
| 5.1 试样的表面处理工艺 |
| 5.1.1 氧化处理 |
| 5.1.2 渗氮处理 |
| 5.2 DSC实验结果与分析 |
| 5.2.1 DSC实验的选取 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 铝对模具钢表面处理层的作用 |
| 5.3.1 铝合金对模具钢表面氧化层的作用 |
| 5.3.2 铝合金对模具钢表面渗氮层的作用 |
| 5.3.3 铝与表面层反应的激活能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A攻读硕士学位期间发表论文 |
（5）Cr12MoV钢辉光等离子渗氮及渗钒研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 表面工程技术简介 |
| 1.3 双层辉光等离子多元渗技术 |
| 1.4 本文研究的主要内容和意义 |
| 第二章 试验材料、设备与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 第三章 辉光等离子渗氮工艺研究 |
| 引言 |
| 3.1 不同因素对渗氮层的影响 |
| 3.2 辉光等离子渗氮工艺优化及结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 双辉等离子渗钒研究 |
| 引言 |
| 4.1 工艺参数选择 |
| 4.2 双辉等离子渗钒工艺探索 |
| 4.3 渗钒层组织和结构分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 摩擦磨损性能研究 |
| 引言 |
| 5.1 摩擦磨损概述 |
| 5.2 试验材料、设备及方法 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录一：在校期间发表学术论文情况 |
| 附录二：致谢 |
（6）H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 H13钢的概述 |
| 1.3 模具钢表面处理技术 |
| 1.3.1 离子渗氮技术 |
| 1.3.1.1 离子渗氮技术的研究进展 |
| 1.3.1.2 等离子体辅助渗氮技术 |
| 1.3.1.3 氮化层组织与结构 |
| 1.3.2 阴极电弧离子镀技术 |
| 1.4 PN-PVD复合处理技术 |
| 1.4.1 PN-PVD复合处理技术概述 |
| 1.4.2 PN-PVD复合涂层的结合力 |
| 1.4.3 PN-PVD复合涂层的磨损特性 |
| 1.5 氮化物硬质涂层材料 |
| 1.5.1 常见的氮化物涂层 |
| 1.5.2 (Ti, Al)N涂层晶体结构 |
| 1.5.3 (Ti, Al)N涂层国内外研究进展 |
| 1.6 研究目的 |
| 1.7 研究内容 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 基体材料的选取与准备 |
| 2.2 基体材料的表面预处理 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 工艺方案 |
| 2.4.1 不同表面预处理离子渗氮工艺 |
| 2.4.2 不同氮氢流量比离子渗氮工艺 |
| 2.4.3 PN-PVD复合处理工艺 |
| 2.4.4 工艺路线 |
| 2.5 分析测试方法简介 |
| 2.5.1 表面与截面形貌分析 |
| 2.5.2 表面粗糙度与接触角测试 |
| 2.5.3 电子探针分析 |
| 2.5.4 硬度测试 |
| 2.5.5 物相结构分析 |
| 2.5.6 结合强度测试 |
| 2.5.7 摩擦磨损性能测试 |
| 第三章 H13钢表面电弧等离子体辅助渗氮的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面预处理对H13钢电弧等离子体辅助渗氮速度的影响 |
| 3.2.1 试样制备 |
| 3.2.2 渗氮层的微观组织与性能分析 |
| 3.2.2.1 表面形貌分析 |
| 3.2.2.2 渗氮层显微组织分析 |
| 3.2.2.3 渗氮层成分与相结构 |
| 3.2.2.4 渗氮层硬度分析 |
| 3.2.2.5 渗氮层脆性等级评价 |
| 3.2.2.6 表面接触角分析 |
| 3.3 氮氢比对H13钢电弧等离子体辅助渗氮层质量的影响 |
| 3.3.1 试样制备 |
| 3.3.2 渗氮层的微观组织与性能分析 |
| 3.3.2.1 渗氮层的显微组织与相结构 |
| 3.3.2.2 表面形貌分析 |
| 3.3.2.3 表面粗糙度与接触角 |
| 3.3.2.4 渗氮层截面元素与硬度分布 |
| 3.3.2.5 渗氮层洛氏压痕测试 |
| 3.3.2.6 渗氮层脆性等级评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同等离子渗氮层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样制备 |
| 4.3 单一涂层与复合涂层的微观组织与性能分析 |
| 4.3.1 表面形貌分析 |
| 4.3.2 相结构与成分分析 |
| 4.3.3 膜/基界面微观结构与元素分析 |
| 4.3.4 膜/基界面结合强度分析 |
| 4.3.5 硬度与摩擦磨损性能分析 |
| 4.4 复合处理提高结合力机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同TiN基涂层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试样制备 |
| 5.3 复合涂层的微观结构与性能分析 |
| 5.3.1 表面形貌分析 |
| 5.3.2 成分与相结构分析 |
| 5.3.3 膜/基界面微观结构与元素分析 |
| 5.3.4 膜/基界面结合强度分析 |
| 5.3.5 硬度与弹性模量 |
| 5.3.6 摩擦磨损性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）新型热作模具钢4Cr2MoWVNi的研制及其在康明斯连杆模具上的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热作模具钢失效分析与研究 |
| 1.2.1 热作模具钢的失效特征及概率统计 |
| 1.2.2 热作模具钢的性能及失效抗力评价体系 |
| 1.2.3 影响模具寿命的因素 |
| 1.3 热作模具钢材料的发展与水平 |
| 1.3.1 热作模具钢的研究与开发进展 |
| 1.3.2 热模锻压力机锻造模具钢的选择 |
| 1.4 模具表面处理技术的研究与应用 |
| 1.4.1 模具表面处理的目的 |
| 1.4.2 模具表面处理技术的研究进展 |
| 1.4.3 热作模具离子渗氮的现状与发展水平 |
| 1.5 课题的研究内容及目标 |
| 参考文献 |
| 第二章 试验设备的设计及制造 |
| 2.1 实验原理 |
| 2.2 设计方案与制造 |
| 参考文献 |
| 第三章 4Cr2MoWVNi钢调质工艺及其性能的研究 |
| 3.1 实验装置与方法 |
| 3.1.1 试验材料与制作 |
| 3.1.2 淬火回火工艺的确定 |
| 3.1.3 实验装置 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 化学成分分析 |
| 3.2.2 不同淬火温度及其回火下的机械性能 |
| 3.2.3 不同回火温度下的机械性能 |
| 3.2.4 高温机械性能 |
| 3.2.5 金相组织 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 淬火温度对4Cr2MoWVNi钢机械性能及组织的影响 |
| 3.3.2 回火温度对4Cr2MoWVNi钢机械性能及组织的影响 |
| 3.3.3 淬火、回火温度对4Cr2MoWVNi钢高温机械性能的影响 |
| 3.3.4 生产应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 4Cr2MoWVNi钢离子渗氮工艺的研究 |
| 4.1 实验装置和方法 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 不同渗氮工艺下的渗氮层深及硬度 |
| 4.2.2 不同渗氮工艺下的渗氮层磨损性能 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 渗氮工艺对渗氮层深及硬度的影响 |
| 4.3.2 渗氮工艺对渗氮层磨损的影响 |
| 4.3.3 离子渗氮的生产应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 4Cr2MoWVNi钢在CUMMINS连杆模具上的应用及其失效分析 |
| 5.1 生产工艺 |
| 5.1.1 试验模具 |
| 5.1.2 模具加工 |
| 5.1.3 模具调质及离子氮化 |
| 5.1.4 锻造生产试验 |
| 5.2 生产应用结果 |
| 5.2.1 模具热处理及表面处理 |
| 5.2.2 锻造生产试验结果 |
| 5.3 模具失效分析与讨论 |
| 5.3.1 开裂失效模具分析 |
| 5.3.2 磨损失效模具分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
（8）低温离子氮化及其对双重处理H13模具钢性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 低温氮化技术的国内外现状分析 |
| 1.2.2 模具钢表面PVD涂层的研究现状与分析 |
| 1.2.2.1 基体与涂层之间的界面结合 |
| 1.2.2.2 CrAlN涂层的研究现状 |
| 1.2.3 铝压铸模表面氮化或PVD处理后熔蚀性能的研究现状 |
| 1.3 离子镀技术 |
| 1.3.1 空心阴极离子镀技术 |
| 1.3.2 电弧离子镀 |
| 1.4 课题研究内容与创新点 |
| 1.4.1 课题的研究内容 |
| 1.4.1.1 空心阴极离子源辅助低温离子渗氮的研究 |
| 1.4.1.2 复合涂层的制备及性能的研究 |
| 1.4.2 本论文的创新点 |
| 第二章 实验过程及分析表征 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 靶材 |
| 2.2 低温离子渗氮设备与工艺 |
| 2.3 PVD镀膜设备与工艺 |
| 2.4 性能的检测与表征 |
| 2.4.1 渗氮层金相组织的表征 |
| 2.4.2 显微硬度的表征 |
| 2.4.3 涂层厚度的表征 |
| 2.4.4 表面粗糙度的分析表征 |
| 2.4.5 渗氮层脆性的表征 |
| 2.4.6 结合力强度的表征 |
| 2.4.7 涂层表面形貌、成分、截面形貌的表征 |
| 2.4.8 物相表征 |
| 2.4.9 摩擦磨损性能表征 |
| 2.4.10 高温铝液熔蚀性能表征 |
| 第三章 H13钢低温离子氮化工艺与性能的研究 |
| 引言 |
| 3.1 H13钢低温离子氮化工艺优化 |
| 3.1.1 H13钢低温离子氮化正交方案 |
| 3.1.2 低温离子氮化正交实验结果分析 |
| 3.2 不同气氛对H13钢低温离子氮化组织的影响 |
| 3.2.1 不同气氛低温离子渗氮工艺 |
| 3.2.2 不同气氛低温离子渗氮对表面的影响 |
| 3.2.3 不同气氛低温离子渗氮对截面组织的影响 |
| 3.3 不同气氛对H13钢低温离子氮化力学性能的影响 |
| 3.3.1 不同气氛对低温离子氮化硬度及弹性模量的影响的影响 |
| 3.3.2 不同气氛对低温离子氮化表面脆性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CrAlN复合涂层的制备及其磨损性能的研究 |
| 引言 |
| 4.1 CrAlN涂层的基本性能分析与表征 |
| 4.1.1 涂层的表面形貌及截面线扫描 |
| 4.1.2 涂层的相结构 |
| 4.1.3 复合涂层的截面形貌表征 |
| 4.1.4 膜基结合力分析对比研究 |
| 4.1.5 复合涂层显微硬度 |
| 4.2 压铸模具表面LTPN+PVD复合处理摩擦磨损性能与机理的研究 |
| 4.2.1 磨损表面形貌分析 |
| 4.2.2 低温氮化及CrAlN涂层试样摩擦系数曲线的研究 |
| 4.2.3 摩擦磨损磨痕线扫与分析 |
| 4.2.4 不同载荷对LTPN+PVD复合涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 4.2.5 低温氮化模具钢及Cr AlN涂层与铝合金摩擦磨损机理的探讨 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 压铸模低温离子氮化及复合涂层的铝液熔蚀性能 |
| 引言 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 熔蚀失重实验结果分析 |
| 5.3 H13模具钢高温铝液腐蚀结果及分析 |
| 5.4 低温离子渗氮模具钢高温铝液熔蚀结果及分析 |
| 5.4.1 宏观形貌分析 |
| 5.4.2 截面微观形貌分析 |
| 5.4.3 低温离子渗氮钢高温铝液熔蚀失效机理的探讨 |
| 5.5 CrAlN单一及复合涂层高温铝液熔蚀结果及分析 |
| 5.5.1 表面宏观形貌结果分析 |
| 5.5.2 截面微观形貌结果分析 |
| 5.5.3 铝液熔蚀 6h后硬度与结合力变化结果分析 |
| 5.5.4 单一以及渗/镀复合Cr AlN涂层铝液熔蚀失效机理探讨 |
| 5.6 本章小结 |
| 全文结论及展望 |
| 1 结论 |
| 2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见 |
（9）螺杆挤出机螺杆的离子化学热处理及其摩擦磨损性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 螺杆挤出机 |
| 1.2.1 螺杆挤出机的发展历程 |
| 1.2.2 挤出机螺杆的磨损机理 |
| 1.2.3 挤出机螺杆表面强化方法的研究 |
| 1.3 离子化学热处理技术 |
| 1.3.1 离子化学热处理的基本原理 |
| 1.3.2 离子化学热处理技术的发展历程 |
| 1.3.3 离子化学热处理的研究现状 |
| 1.4 摩擦磨损试验机的研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 离子渗氮对42CrMo钢组织及其摩擦学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与设备 |
| 2.2.2 实验工艺方案 |
| 2.2.3 性能测试及仪器 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 温度对42CrMo离子渗氮层组织及摩擦学性能的影响 |
| 2.3.2 气体比例对42CrMo离子渗氮层组织及摩擦学性能的影响 |
| 2.3.3 炉内气压对42CrMo离子渗氮层组织及摩擦学性能的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 离子氮硫复合处理对42CrMo钢组织及其摩擦学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验工艺方案 |
| 3.2.2 性能测试及仪器 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 42CrMo离子氮硫复合处理组织形貌及物相分析 |
| 3.3.2 42CrMo离子氮硫复合处理组织硬度梯度分析 |
| 3.3.3 42CrMo离子氮硫复合处理组织摩擦学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 螺杆挤出摩擦磨损试验机结构设计及关键零件的有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 摩擦磨损试验机的总体结构 |
| 4.3 摩擦磨损试验机的机械结构设计 |
| 4.3.1 摩擦磨损试验机的螺杆挤压系统设计 |
| 4.3.2 摩擦磨损试验机的轴承组件设计 |
| 4.3.3 摩擦磨损试验机的传动系统设计 |
| 4.4 摩擦磨损试验机轴承座的有限元分析 |
| 4.4.1 摩擦磨损试验机轴承座的静力结构分析 |
| 4.4.2 摩擦磨损试验机轴承座的模态分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的科研成果 |
（10）PVD和渗氮处理对高碳高铬冷作模具寿命影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 模具的失效形式 |
| 1.3 模具的表面处理技术 |
| 1.3.1 热扩散表面碳化物涂覆处理技术 |
| 1.3.2 离子渗氮技术 |
| 1.3.3 物理气相沉积硬质涂层技术 |
| 1.4 硬质涂层研究进展 |
| 1.4.1 过渡金属氮化物硬质涂层 |
| 1.4.2 双重处理 |
| 1.4.3 硬质涂层技术在刀具和模具上的应用 |
| 1.5 本论文的研究内容和目的 |
| 第二章 实验内容和表征方法 |
| 2.1 基体状态与冲头的失效方式 |
| 2.1.1 基体材料的化学成分、预处理状态和金相 |
| 2.1.2 冲头的失效形式 |
| 2.2 涂层的制备 |
| 2.3 涂层与渗氮层微观结构表征 |
| 2.3.1 涂层与渗氮层的相结构表征 |
| 2.3.2 涂层与渗氮层微观形貌表征 |
| 2.3.3 涂层与渗氮层化学成分表征 |
| 2.3.4 表面粗糙度和表面轮廓表征 |
| 2.3.5 涂层和渗氮层厚度表征 |
| 2.4 涂层与渗氮层力学性能测试 |
| 2.4.1 显微硬度测试 |
| 2.4.2 渗氮层的脆性等级评价 |
| 2.4.3 涂层的结合力测试 |
| 2.4.4 摩擦磨损实验 |
| 第三章 渗氮层组织性能及对模具寿命影响研究 |
| 引言 |
| 3.1 渗氮工艺过程 |
| 3.2 渗氮层微观组织结构表征 |
| 3.2.1 渗氮层厚度以及金相组织结构表征 |
| 3.2.2 渗氮层物相结构 |
| 3.3 渗氮样品的力学性能及使用寿命表征 |
| 3.3.1 硬度梯度 |
| 3.3.2 脆性等级 |
| 3.3.3 摩擦性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 TiN和TiAlN涂层的结构、性能及其对模具寿命的影响 |
| 引言 |
| 4.1 硬质涂层的制备工艺 |
| 4.2 硬质涂层的微观结构 |
| 4.2.1 涂层的厚度 |
| 4.2.2 硬质涂层的相结构 |
| 4.2.3 硬质涂层的微观表面形貌 |
| 4.3 硬质涂层的力学性能 |
| 4.3.1 硬质涂层的显微硬度和膜基结合力 |
| 4.3.2 硬质涂层的膜-基结合力 |
| 4.3.3 涂层的摩擦学性能 |
| 4.3.4 冲压试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、模具钢渗氮层结构及其耐磨性研究（论文参考文献）
- [1]H13模具钢热处理工艺优化及表面渗氮处理研究[D]. 郑小燕. 中南大学, 2008(04)
- [2]H13钢表面等离子体渗氮和磁控溅射制备低氮W（N）纳米结构涂层研究[D]. 张子威. 华南理工大学, 2019
- [3]高压辊磨机用Fe-C-V-Mo-Cr高强耐磨钢的制备和性能研究[D]. 李海智. 东北大学, 2017(08)
- [4]压铸铝合金A356对模具钢表面处理层的侵蚀研究[D]. 唐浩兴. 重庆大学, 2016(03)
- [5]Cr12MoV钢辉光等离子渗氮及渗钒研究[D]. 张涛. 东华大学, 2013(07)
- [6]H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究[D]. 蔡盼盼. 华南理工大学, 2016(02)
- [7]新型热作模具钢4Cr2MoWVNi的研制及其在康明斯连杆模具上的应用研究[D]. 刘安翔. 浙江大学, 2003(07)
- [8]低温离子氮化及其对双重处理H13模具钢性能的影响[D]. 朱振中. 华南理工大学, 2016(02)
- [9]螺杆挤出机螺杆的离子化学热处理及其摩擦磨损性能的研究[D]. 梁泓彬. 江苏大学, 2019(02)
- [10]PVD和渗氮处理对高碳高铬冷作模具寿命影响的研究[D]. 岑爱. 华南理工大学, 2017(06)