创新离子渗氮表面改性技术

成果编号：18732

价格：面议

完成单位：常州大学

单位类别：其他院所

完成时间：2017年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：新材料

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发布人：胡静离线

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技术先进性、成熟度和知识产权情况：近年来课题组开展了离子预氧化催渗快速离子渗氮技术研究，发现了离子预氧化对离子渗氮具有明显催渗作用，相关研究成果已发表如下论文4篇、获授权发明专利1件： 1)Jingcai Li, Xingmei Yang, Shukai Wang, Kunxia Wei, Jing Hu*，A rapid D.C. plasma nitriding technology catalyzed by pre-oxidation for AISI4140 steel，Materials Letters, 2014, 116: 199-202 2)李景才，孙斐，王树凯，杨星梅，胡静*, 离子渗氮前预氧化催渗作用及机理研究, 材料热处理学报，2014，35 (7):185-190 3)Han Liu, Jingcai Li, Fei Sun, Jing Hu*. Characterization and effect of pre-oxidation on D.C. plasma nitriding [J]. Vacuum. 2015, 109: 170-174. 4)孙斐，杨星梅，李景才，胡静．预氧化对离子渗氮的影响[J]．热加工工艺，2014，43(22)：177-179． 5)胡静, 蔡伟，李景才，杨星梅. 常州大学，一种奥氏体不锈钢复合表面处理工艺[P]，专利号：ZL201210524477.0 部分研究结果见图1-3。其中图1表明预氧化后试样表面形成了氧化膜，且氧化膜形貌与预氧化工艺密切相关。合适的预氧化工艺（300℃+30min）下，形成了均匀分布的纳米氧化膜，且伴有大量微裂纹和孔洞；预氧化工艺为（400℃+45min）时，表面形成了块状氧化物。图2和图3分别为42CrMo钢不同预氧化工艺、相同离子渗氮工艺（500 ℃+4 h）处理后截面显微组织和截面硬度分布。通过数据统计与分析，获得白亮层和有效硬化层厚度与预氧化工艺的关系。图2-3可见，不进行预氧化时，白亮层和有效扩散层厚度分别为6.15μm和370μm；进行预氧化处理后，白亮层和有效扩散层最大厚度达到15μm和570μm，白亮层厚度是前者的2倍以上，有效扩散层厚度也显著增加。同时，预氧化使表层硬度显著提高，特别是表面形成纳米氧化膜的预氧化工艺（300℃+30min）条件下，表层硬度最高（见图3中Y4）。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：

合作方式：技术开发

参与活动：

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

主要技术指标

（1）在预氧化工艺（300℃+30min）下，形成了均匀分布的纳米氧化膜，且伴有大量微裂纹和孔洞；预氧化工艺为（400℃+45min）时，表面形成了块状氧化物；（2）42CrMo钢不同预氧化工艺、相同离子渗氮工艺（500 ℃+4 h）处理后截面显微组织和截面硬度分布；（3）预氧化使表层硬度显著提高，特别是表面形成纳米氧化膜的预氧化工艺（300℃+30min）条件下，表层硬度最高；（4）离子预氧化对离子渗氮具有明显催渗作用，相关研究成果已发表论文4篇、获授权发明专利1件。（5）离子渗氮等表面改性技术效率提高50%以上；

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