改善不锈钢表面耐磨性的表面处理技术

　　1介绍

　　由于其优异的耐腐蚀性，不锈钢广泛应用于石油，化工，航空航天，制药，造纸，原子能，海洋工程和装饰项目。然而，不锈钢的硬度通常低（通常是200?250 HV），耐磨性差，易于产生，不仅影响装饰产品的美容，而且在有微观表面时也形成腐蚀性微孔。从而降低了产品的耐腐蚀性，导致产品的生产。基于不锈钢驱动轴，接合或移动配件，由于不锈钢软耐磨性，表面强度低，摩擦系数高，经常接合或卡死亡。为了提高不锈钢的耐磨性，在不锈钢表面处理和加强了许多学者。如果通过不锈钢表面沉积耐磨涂层，则可以提高产品的表面硬度以确保产品的耐腐蚀性。本文简要介绍了涂层技术的技术限制和方面改善在提高不锈钢耐磨性方面的优点，并期待提高不锈钢耐磨性的发展方向。

　　2.不锈钢表面涂层技术

　　2.1，化学电镀

　　化学电镀是1947年，用于沉积由A.Brenner和G.Riddell提出的未使用过的镍的镀镍。与电镀相比，化学镀层具有以下优点：可以沉积均匀的镀层在复杂部件的表面上;自润滑;厚度;小差距;操作方便;涂层具有特殊机械，物理和化学性质。其缺点是电镀的寿命短，废水很短，电镀速度很慢，成本高。

　　用于改善不锈钢耐磨性的主要途径是镀镍及其合金电镀。需要在镍电镀前进行特殊预处理，以除去不锈钢表面的钝化膜，提高不锈钢和涂层的粘附性。不锈钢化学镀镍包括单层化学镀镍，双化学镀镍镀镍镀镍镀镍不锈钢。

　　在316L不锈钢基质上获得具有良好结合力的化学镀镍层。在确保产品原始光泽的前提下，涂层的硬度远大于原始不锈钢基材，为改善不锈钢产品的耐磨性和捕捞性提供有效的解决方案。盈莹，水稻等。Ni2PPNI2W2P合金镀层也成功地沉积在420不锈钢基材上，并进行适当的热处理。发现Ni2W2P合金涂层具有比Ni2P合金电镀更高的微观硬度和化学稳定性。划痕试验表明，合金涂层的耐磨性显着高于不锈钢基质。

　　2.2，物理气相沉积

　　物理气相沉积（PVD）技术使用从目标源蒸发或溅射，然后使用真空或半真空空间将能量的能量沉积到基板或部件的表面上以形成膜。物理气相沉积包括真空蒸发（VE），溅射膜（SIP），离子电镀（IP）等。取决于加热蒸发的分类，真空蒸发包括电阻加热蒸发，电子束加热蒸发，感应加热蒸发等，溅射电镀膜包括磁控溅射沉积，离子束溅射涂层等，真空蒸发是早期的涂层技术，薄膜层低，目前没有广泛使用。然而，通过阴极溅射和离子镀获得的膜具有高结合力，并且其施加范围是扩张的。物理气相沉积涂层的实际领域包括装饰膜，耐装饰耐磨膜，耐磨超声，减少的Mulgia等。

　　沉积在1CR18 Ni9TI不锈钢上的氮化钛涂层具有磁性滤光器沉积装置（FCAP）具有更高的硬度和薄膜基础附接，在1N和3 n负载下表现出较低的摩擦系数和良好的耐磨性。

　　2.3，化学气相沉积

　　化学气相沉积（CVD）技术是指利用基材表面的混合气体之间的相互作用，并将一些组分分解在混合气体中，形成金属或实心膜或金属的薄膜涂层或薄膜涂层基材上的化合物。其特点如下：

　　（1）涂层是均匀的，涂层的密度，纯度，结构和晶粒尺寸可良好控制;

　　（2）由于高沉积温度，涂层的粘合强度和基材高;

　　（3）沉积可在大气压或低于大气压下进行;

　　（4）沉积层通常是柱状晶体结构，不弯曲。

　　1 CR18 NI9TI奥氏体不锈钢在1CR18 Ni9Ti奥氏体不锈钢中通过离子氮氮相增强的化学气相沉积技术进行，研究了治疗层的组织和性质。结果表明，复合处理层具有优异的基于膜的结合强度，其具有比不锈钢基质的耐磨性显着增加。该过程采用射频（13156MHz）等离子体增强化学气相沉积工艺。腐蚀环境中的比较实验表明，薄膜样品和基质的摩擦系数分别为约0.1和0.5，并且前者的磨损显着低于后者。

　　2.4，热喷雾

　　热喷涂是使用一些热源将涂料材料加热到熔体或半熔体状态，同时通过火焰流动和高速气体雾化，将这些雾化颗粒驱动到基板的表面中，沉积涂层具有功能的功能。热喷涂可以提供耐磨性，耐腐蚀性和高耐耐耐耐耐涂层表面。涂料和基材之间通常存在三种结合方法：机械结合，物理结合和冶金结合。具有低压等离子体喷涂，高能高速等离子喷涂和高速火焰喷涂技术，涂层的性能进一步提高：孔隙率可降至0.5％至1％;涂层和基材的结合强度可达到70?140℃。

　　ET AL的人采用高速火焰喷涂（HVOF）技术和等离子喷雾（ASP）技术，以制备0Cr13Ni5MO不锈钢基质上的铁基非晶合金涂层和铁基无定形纳米涂层，并研究了两种涂层摩擦和磨损室温特性。结果表明，通过两种喷射工艺制备的铁基涂层具有更高的微硬度和较小的孔隙率，致密的结构和典型的层状结构，提高涂层的耐磨性。

　　2.5，电镀

　　为了弥补不锈钢的柔软度，耐磨，摩擦系数，通常使用电镀方法来增加不锈钢传动轴的表面硬度和自润滑性能。不锈钢是具有极其钝化的表面的金属。必须在电镀前除去钝化胶片。通过除去油，浸渍，活化，预镀镍，可以获得铬，锌，铜前模s136后模nak80，锡和贵金属镀层。

　　稀土铬在不锈钢涡轮机的基础金属上电镀，周期性反转。涂层的厚度为约0.3mm。涂层由金属基相和第二相稀土盐颗粒组成。涂层硬度可达到900?1000HV。涂层的耐磨性是基材的25至28倍。产品寿命比原始不锈钢零件长2?6倍。

　　3.不锈钢表面改性处理

　　3.1。离子植入

　　离子植入使用加速隔离的高能离子束作用在材料的表面上，从而产生厚度的注入层以改变材料的表面特性。具体方法如下：在离子植入机的真空靶室中的工件（金属，合金，陶瓷等），离子加速，聚焦并在离子注入机的真空靶室内注射所需元件。 。离子注入可以获得不同的结构，例如饱和固溶体，亚稳相，无定形，平衡合金，并且大大提高了工件的性能。

　　它的优点是：

　　（1）可以注射任何元素，不受固体溶解度和扩散系数的影响;

　　（2）您可以准确控制元素的注射量，实现大面积的局部表面改性;

　　（3）进行真空，工件的表面不会被氧化;

　　（4）可以获得两种或更多种不同性质的复合涂层用s136和nak80模具费用相差多少，并且工件不受影响;

　　（5）可以通过磁性分析仪获得纯离子束电流。

　　（6）离子注入和横向膨胀小，适合精细加工;

　　（7）高通孔可以通过膜注入金属基板，形成与膜的底部的合金层用s136和nak80模具费用相差多少，增强膜的粘合力和基板，并实现辐射增强合金化和离??子束辅助增强。

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