隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展,模具的工況(沖擊載荷、摩擦磨損和腐蝕等)日趨惡劣,對模具的綜合性能和使用壽命提出了更高的要求。始于模具表面的失效與損傷很大程度上縮短了模具的壽命,因此,除了改善模具原材料之外,采用表面強化技術(shù)提高模具表面硬度和耐磨性等,從而延長其使用壽命也十分重要。先進等離子體滲氮、磁控濺射技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)可為高端精密模具提質(zhì)延壽提供可選的解決方案。在涂層選擇與設(shè)計上,基于低氮W系涂層兼具硬度高、附著性好、摩擦學(xué)和耐蝕性能優(yōu)異等優(yōu)點,作為最具潛力的硬質(zhì)涂層之一,有望打破目前工模具表面仍以Ti系、Cr系涂層為主的現(xiàn)狀。本文主要在H13鋼上探討了離子轟擊預(yù)處理對電弧等離子體輔助滲氮層組織與性能的影響,并系統(tǒng)研究了磁控濺射(高功率脈沖磁控濺射(簡稱HiPIMS)、直流磁控濺射(簡稱DCMS))技術(shù)可控制備低氮W(N)納米結(jié)構(gòu)涂層,重點探究:(1)離子轟擊預(yù)處理對滲氮層組織結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律;(2)探究N摻雜、占空比對磁控濺射制備W(N)納米結(jié)構(gòu)涂層結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律。H13鋼采用電弧等離子體輔助滲氮技術(shù)制得滲氮層的相結(jié)構(gòu)主要由?-Fe和?-Fe₃N組成;滲氮...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 H13鋼概述
    1.3 模具鋼表面強化技術(shù)
        1.3.1 等離子體滲氮技術(shù)
            1.3.1.1 離子滲氮技術(shù)研究進展
            1.3.1.2 等離子體輔助滲氮技術(shù)
        1.3.2 磁控濺射技術(shù)
            1.3.2.1 磁控濺射技術(shù)原理簡介
            1.3.2.2 磁控濺射靶材的技術(shù)要求及亟待解決的難題
            1.3.2.3 高功率脈沖磁控濺射技術(shù)研究進展
    1.4 W(N)涂層的研究現(xiàn)狀
    1.5 論文主要研究內(nèi)容及意義
第二章 實驗方法及原理
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 基體材料選擇
    2.3 等離子體滲氮和W(N)涂層制備過程
    2.4 成分、結(jié)構(gòu)和性能的表征
        2.4.1 表面粗糙度和接觸角
        2.4.2 表面和橫截面形貌分析
        2.4.3 成分分析
        2.4.4 相結(jié)構(gòu)分析
        2.4.5 硬度與彈性模量分析
        2.4.6 附著性能分析
        2.4.7 耐蝕性能分析
        2.4.8 摩擦磨損性能分析
第三章 離子轟擊預(yù)處理時間對H13鋼電弧等離子體輔助滲氮層組織與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 試樣制備
    3.3 滲氮層成分、結(jié)構(gòu)及性能表征分析
        3.3.1 表面形貌與表面粗糙度、接觸角分析
        3.3.2 滲氮層橫截面顯微組織與相結(jié)構(gòu)
        3.3.3 滲氮層成分與硬度分析
        3.3.4 滲氮層洛氏壓痕表征
        3.3.5 滲氮層脆性等級表征分析
        3.3.6 耐蝕性能表征分析
        3.3.7 耐磨性能表征分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 H13鋼表面磁控濺射制備低氮W(N)納米結(jié)構(gòu)涂層的研究
    4.1 引言
    4.2 試樣制備
    4.3 涂層成分、結(jié)構(gòu)和性能的表征分析
        4.3.1 表面粗糙度與接觸角
        4.3.2 涂層的表面形貌分析
        4.3.3 涂層成分分析
        4.3.4 涂層的相結(jié)構(gòu)分析
        4.3.5 涂層的橫截面形貌分析
        4.3.6 涂層的硬度與彈性模量、維氏壓痕評價
        4.3.7 涂層的附著性能
        4.3.8 涂層的耐磨性能
        4.3.9 涂層的耐蝕性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 占空比對H13鋼表面HiPIMS制備低氮W(N)納米結(jié)構(gòu)涂層的影響
    5.1 引言
    5.2 試樣制備
    5.3 涂層成分、結(jié)構(gòu)和性能的表征分析
        5.3.1 表面粗糙度與接觸角
        5.3.2 涂層的表面形貌分析
        5.3.3 涂層成分分析
        5.3.4 涂層的相結(jié)構(gòu)分析
        5.3.5 涂層的橫截面形貌分析
        5.3.6 涂層的硬度與彈性模量、維氏壓痕評價
        5.3.7 涂層的附著性能
        5.3.8 涂層的耐磨性能
        5.3.9 涂層的耐蝕性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3817588