钒钛材料期末论文

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1、离子镀氮化钛涂层工艺班级：2009级材料成型及控制工程姓名：XX学号：2009XXXXXXXX一、引言钛及钛合金⑴具有很多的优异性能，特别是最佳的综合性能，因而在各个工业领域中获得了广泛徳应用。但是钛及钛合金有两个缺点，一是在还原性介质(如硫酸，盐酸)中不耐腐蚀；二是不耐磨损。由于氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热性能、导电性能、光学性能、牛•物相容性，适用于耐高温、耐磨损、低辐射玻璃涂层及医学领域。所以钛及钛合金经渗氮处理后，使其表面硬度、耐磨性和在还原性介质中的耐蚀性有大幅度的提高，而且保持基体的原有的优良综合性能。二、生产的

2、基本原理氮化钛膜121作为超硬涂层用于提高工模具的使用寿命的历史已经有20余年，目前，能够进行产业化沉积氮化钛涂层的沉积技术以多弧离子镀的金属离化率最高、金属离子流密度最高，最容易获得氮化钛等化合物涂层。由于采用场致发射原理，每一个小弧斑是一个场致电子发射源、金属蒸发源、金属离化源。由弧斑发射出的高密度电子流和高密度的金属蒸汽流产生高密度的碰撞电离，可以获得高离化率的金属离子流，容易反应沉积氮化钛等化合物涂层。三、生产工艺流程天然气开采中，高雅防硫采气井口装置是控制天然气生产的高压设备，其中关键部件井口平板阀密封部件的阀板、阀座，要求在高压(10-

3、67MPa)下长期工作，短时间承受30-80MPa压力能安全可靠，启闭灵活，耐酸性介质腐蚀。另外还耍求材质表面硬度人于45HRC,耐强力磨损，抗高速气流冲刷，耐高比压擦伤，摩擦系数低，密封比压小等综合性能。选择钛合金TC4和TA7制造平板阀密封部件，进行离子氮化处理［31o处理温度：阀门880・900C,阀座840-860C处理时间:6-8h最大加热速度：15C/min最大冷却速度：18C/min反应气氛：N?与H2混合气体，并适当引入其他气体，如氧等氮势：66%-90%工作气压：3999・5332Pa气体流量：100-150L/h电流密度：3-7

4、mA/cm2四、工艺的有点及缺点渗氮处理的优点：在釆用渗氮的钛进行的磨损试验中，与没经处理的钛相比较改进了其磨损特征。在指岀的其他方法渗氮的钛级渗氮的钛合金中，与软金属以至同铸铁相比，同渗锯硬化并与非润滑状态的渗氮的钛相比以及同很多具有附加润滑的其他材料相比，具有满意的操作性能。在剧烈苛刻条件下,很薄的渗氮层可能随时被剥蚀掉，或者在压应力或冲击应力作用下表层剥落。应当指出，具有足够厚的渗氮层才能改进机体材料的耐磨损性能。通过渗氮可提高钛在还原介质中的耐腐蚀性能。渗氮处理的缺点⑷：1、膜层组织中有粗大的熔滴，膜层组织比空心阴极离子镀、热丝弧离子镀、磁

5、控溅射镀的膜层组织粗人。2、冃前多弧离了镀设备多采用直径60mm-100mm的小弧源，为了使工件转架上得到均匀的镀膜，需在一台镀膜机的室壁上安装多个小弧源。五、发展趋势⑸先进表面涂层及表面处理工艺的研制与开发具有在材料设计方面创造出一种新规范的潜力。表血处理工程被加工工业公认为是一种优先解决不可克服的技术难题的方法。在涂层-基体系统往往提供与加工成本、非突然失效特性及实际设计中的最小变化皆无关的优点。由于这些理由，钛的化合物的涂层往往适用于柴油发动机及航空燃气轮机的制造上。这些应用包括气缸衬套、汽缸套、活塞帽、燃烧器凸轮及涡轮机硬件等。六.参考文献

6、【1】王福贞，唐希源等，用多弧离子钛镀膜机镀氮化钛[J],金属热处理,[2]肖国珍，黄春良等,离子镀氮化钛涂层的工艺研究[J],稀有金属材料与科学，1997,26(3):40-44【3】王桂生，钛的应用技术[M].长沙：中南大学出版社，2007：383-386【4】王福贞,几种沉积氮化钛涂层的新技术[J],金属热处理,2000(1):38-42【5】赵树萍，吕双坤等，钛合金及其表面处理[M]•哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003:112-114