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稀土元素在热扩渗中的运用技术浅析综述

稀土元素在热扩渗中的运用技术浅析综述
稀土元素在热扩渗中的运用技术浅析综述

院系:化学与材料学院班级:07材料一班姓名:林文荣学号:2007070320

稀土元素在热扩渗中的运用技术浅析

林文荣

(福建省龙岩学院化学与材料学院 07材料一班福建·龙岩 364000

摘要 :热扩渗工艺是材料表面强化领域的研究热点之一 , 根据渗剂在工作温度下的物质形态的不同 , 热扩渗工艺可分为固体热扩渗、液体热扩渗、气体热扩渗、等离子体热扩渗和复合热扩渗。稀土元素在热扩渗工艺中有重要作用能改善基体的导电和表面性能。本文对稀土元素在热扩渗中的运用进行了充分地探讨与解析。

关键词 :稀土元素热扩渗工艺简析

1. 热扩渗

热扩渗工艺是材料表面强化的一项重要工艺技术 , 其基本工艺过程是 : 首先把工件放入含有渗入元素的活性介质中加热到一定温度 , 使活性介质通过分解并释放出欲渗入元素的活性原子 , 活性原子被工件表面吸附并溶入表面 , 溶入表面的原子向金属表层扩散渗入形成一定厚度的扩散层 , 从而改变工件表层的成分、组织和性能。当前 , 应用最广泛的是两种或两种以上元素的共渗 , 共渗的目的是吸收各种单元渗的优点 , 弥补其不足之处 , 使工件表面获得更好的综合性能。热扩渗工艺不仅在机械、化工领域中零件的表面耐磨、耐腐蚀工程中得到广泛应用 , 而且在微电子工业和信息产业中也发挥着越来越重要的作用 , 科学技术的进步与市场需求使热扩渗工艺不断跃上新台阶 [1]。

1.1热扩渗分类

根据渗剂在工作温度下的物质形态不同 , 热扩渗工艺可分为固体热扩渗、液体热扩渗、气体热扩渗、离子热扩渗和复合热扩渗 , 如 [1]图 1 所示。

1.1.1固体热扩渗

固体热扩渗是把工件放入固体渗剂中或用固体渗剂包裹工件加热到一定温度保温一段时间 , 使工件表面渗入某种元素或多种元素的工艺过程。当前研究比较广泛的是固体渗硼工艺。钢经渗硼后 , 表面有很高的硬度 ( 1 300~2 300HV 和耐磨性 , 良好的抗蚀性、抗氧化性和热硬性。固体渗硼工艺简单且渗硼后工件表面无渗剂残留 , 因此适用于各种形状的工件表面强化 , 还具有局部渗硼易于实现等优点[2]。

1.1.2液体热扩渗

液体热扩渗是将工件浸渍在熔融液体中 , 使表面渗入一种或几种元素的热扩渗工艺方法。主要用于改善钢表面耐磨性和耐蚀性。其中 , 应用最广的是低温盐浴多元共渗法。低温盐浴共渗法是在低温盐浴中使工件表面渗入某种或几种元素的工艺方法。低温盐浴共渗过程中钢基本无相变 , 工件变形小 , 一般可不进行机加工或者抛光就可使用 , 共渗后钢的耐蚀性大幅度提高 , 所以应用比较广泛。目前研究比较多的有低温盐浴渗碳、氮、硫、镉、钒以及这几种元素的共渗 [3]。

另外一种常用的液体热扩渗方法是热浸法 , 将工件直接浸入液体金属中 , 形成合金层 , 如钢件的热浸锌和热浸铝。热浸锌就是将钢件浸渍到熔融锌液中 , 使钢件表面形成锌及锌合金层的方法。热浸锌是世界各国公认的一种经济实惠的材料表面保护工艺 , 热浸锌的防腐作用是由于锌在腐蚀环境中能在表面形成耐腐蚀的保护薄膜 , 它既减少了锌的腐蚀 , 又保护了镀锌层下的铁免受腐蚀。锌液中加入稀土元素可以提高锌液的流动性 , 稀土元素对锌液的润湿角和表面张力影响较大。测定结果表明 , 稀土元素降低锌液的润湿角 , 并且随锌液温度的升高 , 角度逐渐变小。表面张力随稀土元素加入量的增加而降低。但是当加入一定量之后 , 则无明显变化。稀土元素的加入 , 对镀层均匀性、厚度、表观质量等性能都有不同程度的提高。由于稀土元素的加入 , 镀层的耐盐雾腐蚀性能可提高一倍。目前 , 广泛应用于在大气和海洋中工作的钢铁上 , 如水管、高速公路护栏、铁塔型材螺栓及铸钢支座。

工件热浸铝后具有很高的抗高温氧化与抗燃气腐蚀能力。

1.1.3气体热扩渗

气体热扩渗是把工件置于含有渗剂原子的气体介质中加热到有利于渗剂原子在基体中产生显著扩散的温度 [4], 使工件表面获得该渗剂元素的工艺过程。产生活性原子气体的渗剂可以是气体、液体、固体 , 但在扩渗炉内都成为气体 ; 在气体热扩渗过程中 , 渗剂可以不断补充更新 , 使活性原子的供给、吸收和内部扩散的过程持续维持 ; 可以随时调整炉内气氛 , 实现可控热扩渗。

气体渗碳是目前机械制造业中应用最广泛的化学热处理工艺,如。低碳钢渗碳后 , 表层变成高碳 , 经淬火及低温回火后 , 表面获得高硬度、耐磨性以及抗疲劳性 , 而心部仍保持足够的强韧性。

1.1.4等离子体热扩渗

等离子体热扩渗是利用低真空中气体辉光放电产生的离子轰击工件表面 , 形成热扩渗层的工艺过程。与气体多元共渗技术相比 , 等离子多元共渗技术有如下特

点 : 离子轰击工件使其表面高度活化 , 易于吸收被渗离子和随离子一起冲击工件表面的活性原子 , 因而扩渗速度加快 ; 通过调节电参数、渗剂气体成分和压力等参数来控制热扩渗层的组织 , 使工件满足各种工况的要求 ; 离子轰击作用可以去除工件表面的氧化膜和钝化膜 , 使易氧化或钝化的金属能进行有效的热扩渗 ; 易实现工艺过程的计算机控制 [5]。

1.1.5稀土共渗

稀土化学热处理是近年来发展起来的一种新技术。稀土元素在化学热处理过程中的

活化催渗作用日益受到人们的关注。热扩渗工艺周期比较长且能耗多 , 因此 , 提高扩渗速度 , 缩短生产周期具有十分重要的意义。研究表明稀土元素在提高渗碳速度、增大渗层厚度、改善渗层组织和性能方面有良好的作用。

杨咏东 [6]等对低温气体氮 - 碳 - 硼 - 稀土多元共渗的研究表明 , 稀土对氮、碳、硼共渗有明显的活化催化作用 , 离子探针证实 , 稀土元素渗入了钢的表面 , 起到了微合金化的作用。

研究表明稀土共渗有明显的催渗作用,稀土的渗入提高了共渗层的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性。稀土元素对加速化学热处理进程、改善表面层的微观组织、提高渗层综合力学性能等方面具有重要的作用 , 理论和应用成果已引起了广泛的关注。

2. 稀土在热扩渗的运用

采用稀土气相扩渗法,通过固 -气界面反应对 Keggin [7]结构杂多化合物

K 6 [SiCoW

11

O

39

(H

2

O]·13 H

2

O 进行了稀土气相扩渗。利用 X 射线衍射分析 (XRD、差热 -热重

分析 (TG-DTA、 X 射线光电子能谱分析 (XPS和 X 射线能谱分析 (EDS等测试手段对样品扩渗前后的结构、价态、元素含量和热稳定性进行了分析, 采用四电极法对 KxLnyWO 3进行了导电性测试,其导电性能发生了十分显著的变化,电阻率下降。

在渗碳过程中加入稀土元素比常规渗碳渗碳层的碳化物明显增多 [],条状、块状碳化物几乎不存在,碳化物弥散度增大,分布趋于均匀,而且向内延伸较深。

2.1稀土在热扩渗中的运用原理

稀土元素的特殊电子结构 (4f 决定了它具有很高的化学活性 , 在化学热处理中能起到活化催渗作用 , 显著提高渗速 ; 稀土元素被渗入钢件表层 , 有效地改善了渗层组织和性能 [8]。

2.1.1稀土在化学热处理中的基本过程

稀土化学热处理是将工件放入含有稀土物质的不同介质中加热 , 使其吸收其中某些化学元素的原子或离子 , 使该原子或离子自表面向内扩散 , 改变表面化学成分和组织 , 从而改变其性能的热处理工艺。一般可看作是由渗剂中的反应、渗剂中的扩散、渗剂与被渗金属表面的界面反应、被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构成 , 具体由以下 5个分过程构成:

(1 渗剂中的化学反应 :在热处理温度下 , 气、液和固态渗剂 (介质中发生化学反应 , 生成欲渗元素的活性原子。

(2 界面层中的外扩散 :紧靠金属表面的介质中 , 交换反应物与反应生成物所进行的扩散 (外扩散。

(3 表面吸附和界面反应:“介质中某些反应生成物” (诸如欲渗元素原子或离子以及含欲渗元素原子的某些物质等 , 以下同 , 并用 FS 表示在金属表面上进行吸附和由此产生的各种界面反应。

(4 内扩散 :界面反应的 FS (写成 [ FS] 由金属表面向纵深迁移。

(5 由 [ FS]与金属中存在的原子之间的反应。

2.1.2稀土在化学热处理中的作用

稀土在化学热处理中可以起到活化催渗作用 , 并能有效改善工件表层的组织和性能稀土元素可提高气体渗碳的渗速 15 %~25 %。提高气体渗氮速度

25 %~35 %。稀土元素对气体软氮化亦有明显的催渗作用 [9]。当渗层深度达到一定值后 , 催渗速度将减缓 , 此外稀土催渗作用还存在一个最佳的加入量范围。稀土2硼共渗过程中 , 其加入量也有一个最佳值 , 它随被渗材料而异。

2.1.2稀土元素的催渗机理

2.1.2.1“活性中心 2表面效应”机理

稀土元素的活化催渗作用是由于稀土元素的电负性较小 , 与许多非金属元素的自由焓的增量均为较大的负值 , 从而化学亲合力强所决定的。对稀土渗碳、稀土渗氮及稀土软氮化体系来说 , 包含有 C 、 H 、 O 、 N 等典型非金属元素的多组分体系 ; 稀土元素与 H 、 O 有极强的化学亲合力 , 而与 C 、 N 则较弱 , 所以稀土元素促使煤油、乙醇及丙酮等高分子链键的裂解 , 加速 [C] 、 [N]等活性原子的生成。对稀土硼共渗体系 , 稀土促使 BF2 断链 , 同时夺取 B2O3 中的氧 , 使渗硼剂中的 B 原子被快速还原出来 , 增加活性硼原子。

稀土元素的催渗作用与渗剂本身有关 , 还与工件的表面状态 (如棱角、光洁

度、氧化皮等有关稀土是表面活性元素 , 而工件表面有宏观不均匀性 (如棱角和

微观不均匀性 (如位错 , 稀土首先吸附于金属表面使系统的能量大大降低。稀土吸附于工件表面后 , 一部分以活性稀土原子的形式为稀土本身渗入钢件表层提供源泉 , 另一部分将破坏金属表面坚固的氧化膜 , 夺取其中的氧 , 清除表面的污染物 , 有利于活性被渗原子吸附于工件表面。

2.1.2.2“点阵畸变 2气团通道”机理

对于稀土复合渗体系 , 当吸附于工件表面的活性稀土原子达到一定浓度时 , 稀土原子优先沿工件表面晶界、位错等晶体缺陷处渗入钢中。大尺寸稀土原子的渗

入导致基体晶格严重畸变 , 并与渗入原子的晶体缺陷发生力学、静电及化学交互作用。在稀土原子周围将形成包含 C 、 N 、 B 等被渗原子的气团 , 当这种气团不饱和时 (即碳氮硼浓度低时 , 稀土可降低碳氮硼向里扩散的速度 [10], 而化学热处理过程能使这种气团迅速达到饱和。这时由于气团上被渗原子浓度较高 , 而内层较低 , 存在一定的浓度梯度 , 气团上的被渗原子将会挣脱稀土的作用向内扩散。为了维持气团上被渗原子的动态平衡 , 表面高浓度的被渗活化原子将不断补充到此气团上 , 由此提高了渗层的被渗原子的浓度 , 加速了被渗原子向表层的扩散。

2.1.3稀土元素的扩散机理

2.1.

3.1表面活性稀土原子的提供

从稀土元素的电子结构和热力学特性考虑 , 其 4f 层电子对原子核封闭不严 , 使稀土原子不仅对周围原子的电子有较强的吸引能力 , 而且也容易失去电子。而工件表面又极易吸附表面活性稀土原子 , 吸附后 , 一部分稀土在工件表面形成稀土化合物 ; 而另一部分将以活性原子的形式出现 , 这部分是稀土向工件表层扩散的真正源泉。

2.1.

3.2稀土原子的扩散机理

稀土原子的扩散机理主要有“双空位”和“短程扩散”两种机理。根据空位形成理论 , 在扩散过程中 , 大尺寸的稀土原子必将引起晶格的附加畸变 , 使畸变能增大。增加的这部分能量加剧了晶格格点上铁原子的振动 , 增大了其脱离平衡位置的几

率 , 促使晶体中空位的形成。这些空位常常以成对的形式存在 , 即形成能量更低的“双空位”。

3. 结语

因稀土元素的电子结构特殊而使其具有独特的物理和化学性质 , 在化学热处理领域有着广阔的应用前景今后的研究重点主要在 : ①由于稀土在钢中的行为与渗

层晶体缺陷密切相关 , 应研究稀土在界面上的行为及其与晶界、位错、空位、间隙原子等的交互作用。②应研究稀土在钢件中的催渗和扩散机理 , 建立扩散方程以指导其热处理工艺。③扩大稀土在化学热处理领域中的应用 , 研究不同钢种稀土化学热处理工艺。

4.参考文献 [1] 钟厉 , 孙艳鹏 .热扩渗工艺的研究应用及进展(M 材料热处理(22 1001-3814(200722-01-04 1 2 3 4 [2] 徐哲席慧智姜鹏李明 . AZ91D镁合金热扩渗涂层研究稀有金属材料与工程(J) 1002-185X(2007S2-0552-04 [3] 李鹏,孙文磊,易大伟,刘炳,吴笛.碳钢热浸扩散渗铝工艺及高温氧化性能的研究铸造技术(J 100028365 (2009 06-0767-04 [4] 隋占田郑航张汉瑞.稀土元素对滴注式气体渗碳工艺的影响

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土气相扩渗法制备稀土钨青铜KxLnyWO3 及电性能稀有金属材料与工程 (J 1002-185X(200805-0900-05 1 1 2 1 [6] 韩雪,林秀梅,温中林,周百斌 .稀土元素对

K17[Sm(CuW11O392]·23H2O 的扩渗及导电性研究化学工程师(M :1002-1124(2009)06-0001-02 [7] 张金柱,杨宗伦,魏可媛.稀土元素在化学热处理中的催渗和

扩散机理研究稀有金属材料与工程 (J [8] 回春华, 李廷举, 金文中.稀土对4137H 钢纯净度、过冷度、组织及性能的影响钢铁研究学报(J 1001-0963( 2009 04-0008-05 1 2 1 2 [9] 赵丽艳 ,吕景艳 ,闫牧夫 ,林太军 .稀土对42CrMo钢等离子体氮碳共渗组织及性能的影响金属热处理(J)0254-2605-1( 2009-0069-05 [10] 韦永德,刘志儒.用

化学法对20钢、纯铁表面扩散稀土元素的研究( J . 金属学报, 1983 (10 : 1972200. 1 2 6

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三、简答题 1.表面淬火技术与常规淬火技术有何区别? 2.简述复合镀的原理和需要满足的基本条件? 3.最基本的金属腐蚀的主要形式和金属材料腐蚀控制及防护方法?4.简述热喷涂涂层的形成过程。 5.简述离子镀膜的特点? 7.简述CVD的沉积条件? 8.简述等离子体热扩渗与普通气体热扩渗技术相比都有哪些基本特点? 9.简述离子镀膜的特点? 10.简述形成热扩渗层的基本条件? 11.简述热扩渗层的形成机理? 12.简述化学镀的原理与特点. 四、论述题 1.试述常用的热喷涂工艺方法及其基本特点? 2.试述热喷涂涂层结合的三种机理? 3.试述表面淬火和化学热处理的概念及区别? 4.试述什么是堆焊?堆焊层有哪些特点? 5.试述堆焊与一般焊接的区别及特性? 6.试述物理与化学气相沉积原理,特点及分类? 7.试述几种典型表面淬火工艺及特点?

模具制造工艺知识点总结

一、填空题: 1、生产过程中为改变生产对象的(形状)、(尺寸)、(相对位置)和(性质)等,使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。 2、模具制造业的生产类型主要可分为(单件生产)、(成批生产)两种。 3、工艺基准按用途不同可分为(定位基准)、(测量基准)、(装配基准)等。 4、在加工时,为了保证工件相对于(机床)和(刀具)之间的正确位置所使用的基准称为定位基准。 5、在导柱的加工过程中,外圆柱面的车削和磨削都是两端中心孔定位,这样可使外圆柱面的(设计)基准与(工艺)基准重合。 6、夹具成形磨削法常使用的夹具有(正弦精密平口钳)、(正弦磁力夹具)、(正弦分中夹具)、(万能夹具)。 7、超声波抛光是利用(超声振动)的能量,通过机械装置对型腔表面进行抛光加工的一种工艺方法。 8、电化学抛光是将工件作为(阳极),抛光工具作为(阴极),在电解液中发生(阳极溶解)作用,从而对工件进行抛光的一种工艺。 9、成形磨削的方法有(成形砂轮磨削法)和(夹具成形磨削法)等。 10、万能夹具是成形磨床的主要部件,也可在平面磨床或万能工具磨床上使用。它由(十字滑板)、(回转部分)、(分度部分)和(工件的装夹部分)组成。 11、模座按技术要求,在加工过程应保证模座上下平面的(平行度)、上下模座的导柱、导套的(孔间距离)一致,以及孔的轴心线与模板模座上下平面的(垂直度)。 12、坐标磨床的运动有(砂轮自转)、(砂轮的行星运动)和(砂轮直线往复)运动。 13、电火花在型腔加工中的常用方法有:(单电极平动法)、(多电极更换法)、(分解电极法)。 14、线切割加工中工件的装夹方法有(悬臂式装夹)(两端支撑装夹)(桥式支撑装夹)、(板式支撑装夹)。 15、电规准分为(粗)、(中)、(精)三种,从一个规准调整到另一个规准称为电规准的转换。 16、模具常用的表面加工方法有(电镀)、(热扩渗技术)、(气相沉积技术)和(表面纹饰技术)。 17、在研磨过程中,正是由于研具和磨料对被加工表面产生了(微切削作用)、(挤压塑性变形)、(化学作用)等三个主要作用,才能对被加工表面进行微量加工。 18、型腔电解加工常用的方法有两种,即(非混气电解加工)和(混气电解加工)。 19、模具装配精度可以概括为(模架)、(主要工作零件)以及(其他工作零件)的装配精度。 20、一般情况下,工序尺寸的公差按(入体)原则标注。 21、外(内)圆磨削常用的方法有(纵向)和(横向)磨削法两种。 22、基准按其作用不同,可分为(设计)和(工艺)基准两大类。 23、对于精密模具的孔常在坐标镗床上进行预加工,最后在(坐标磨床)上进行精加工。 24、型腔电火花加工应用最广的电极材料是(紫铜)和(石墨)。 25、磨淬火钢时,在工作表面层产生磨削烧伤有三种,即(淬火)、(回火)和(退火)烧伤。 26、模具加工工艺过程一般分为四个阶段,即(粗加工)、(半精加工)、(精加工)、(光整加工阶段)。 27、模具机械加工精度包含三方面的内容:(尺寸)、(形状)和(位置)精度。 28、模具经济技术指标可归纳为四个基本方面,即(模具的精度和刚度)、(生产周期)、(生产成本)和(模具寿命)。 29、用于直接制造模具的快速成型方法有三种,即(选择性激光烧结法)、(物体叠层)和(熔丝沉积)制造法。 30、为保证冲裁模凸、凹模配合间隙,电火花加工的方法主要有(凸模修配法)、(直接配合法)、(混合法)、(二次电极法)、(阶梯电极法)五种。 1

稀土发光材料的研究和应用.

稀土发光材料的研究和应用 摘要:介绍了稀土发光材料的发光特性与发光机理。综述了我国在稀土发光材料的化学合成方法。总结了稀土发光材料的应用。最后对我国存在问题和发展前景进行了叙述。关键字:稀土发光材料;发光特性;发光机理;合成;应用;问题和展望。 Abstract:Introduces the luminescence properties of rare earth luminescent material and luminescence mechanism. Rare-earth luminescence materials in China, the paper summarized the chemical synthesis method. The application of rare earth luminescence materials is summarized. Finally, the existing problems and development prospect of the narrative in our country. Keywords:Rare earth luminescent material; Luminescence properties; Light-emitting mechanism; Synthesis; Application; Problems and its prospect. 化学元素周期表中镧系元素———镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素称为稀土元素。稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。它是一种重要的战略资源,特别是高新技术工业的重要原料,如军事装备方面一些精确打击武器、一些汽车零部件和高科技产品,都依赖用稀土金属制造的组件。据了解,中国是唯一能有效提供全部17种稀土金属的国家,且储量远远超过世界其他国家的总和,是名副其实的“稀土大国”。由于稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量,使它成为了一个巨大的发光材料宝库。在人类开发的各种发光材料中,稀土元素发挥着重要作用,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。稀土发光材料具有发光谱带窄,色纯度高,色彩鲜艳;光吸收能力强,转换效率高;发射波长分布区域宽;荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级;物理和化学性质稳定,耐高温,可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用等。目前稀土材料已广泛用于照明、显示、信息、显像、医学放射学图像和辐射场的探测等领域,并形成很大的工业生产和消费市场规模;同时也正在向着其他新型技术领域扩展,成为人类生活中不可缺少的重要组成部分。本文将介绍掺稀土离子发光材料的发光机理、节能灯、白光LED用荧光粉、PDP显示用荧光粉,以及对在上转换发光、生物荧光标记和下转换提升太阳能效率等方面的应用前景进行总结和展望。

稀土发光材料的发光机理及其应用

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稀土发光材料的发光机理及其应用 作者:谢国亚, 张友, XIE Guoya, ZHANG You 作者单位:谢国亚,XIE Guoya(重庆邮电大学移通学院,重庆,401520), 张友,ZHANG You(重庆邮电大学数理学院,重庆,400065) 刊名: 压电与声光 英文刊名:Piezoelectrics & Acoustooptics 年,卷(期):2012,34(1) 被引用次数:2次 参考文献(19条) 1.周贤菊;赵亮;罗斌过渡金属敏化稀土化合物近红外发光性能研究进展[期刊论文]-重庆邮电大学学报(自然科学版) 2007(06) 2.段昌奎;王广川稀土光谱参量的第一性原理研究[期刊论文]-重庆邮电大学学报(自然科学版) 2011(01) 3.周世杰;张喜燕;姜峰轻稀土掺杂对TbFeCo材料磁光性能的影响[期刊论文]-重庆工学院学报 2004(05) 4.CARNALL W T;GOODMAN G;RAJNAK K A systematic analysis of the spectra of the lanthanides doped into single crystal LaF3 1989(07) 5.LIU Guokui;BERNARD J Spectroscopic properties of rare earths in optical materials 2005 6.DUAN Changkui;TANNER P A What use are crystal field parameters? A chemist's viewpoint[外文期刊] 2010(19) 7.蒋大鹏;赵成久;侯凤勤白光发光二极管的制备技术及主要特性[期刊论文]-发光学报 2003(04) 8.黄京根节能灯用稀土三基色荧光粉 1990(05) 9.VERSTEGEN J M P J A survey of a group of phosphors,based on hexagonal aluminate and gallate host lattices 1974(12) 10.PAN Yuexiao;WU Mingmei;SU Qiang Tailored photoluminescence of YAG:Ce phosphor through various methods 2004(05) 11.KIM J S;JEON P E;CHOI J C Warm-whitelight emitting diode utilizing a single-phase full-color Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+ phosphor[外文期刊] 2004(15) 12.苏锵;梁宏斌;王静稀土发光材料的进展与新兴技术产业[期刊论文]-稀土信息 2010(09) 13.SIVAKUMAR S;BOYER J C;BOVERO E Upconversion of 980 nm light into white light from SolGel derived thin film made with new combinations of LaF3:Ln3+ nanoparticles[外文期刊] 2009(16) 14.WANG Jiwei;TANNER P A Upconversion for white light generation by a single compound[外文期刊] 2010(03) 15.QUIRINO W G;LEGNANI C;CREMONA M White OLED using β-diketones rare earth binuclear complex as emitting layer[外文期刊] 2006(1/2) 16.BUNZLI J C G;PIGUET C Taking advantage of luminescent lanthanide ions 2005 17.WANG Leyu;LI Yadong Controlled synthesis and luminescence of lanthanide doped NaYF4 nanocrystals[外文期刊] 2007(04) 18.LINDA A;BRYAN V E;MICHAEL F Downcoversion for solar cell in YF3:Pr3+,Yb3+ 2010(05) 19.TENG Yu;ZHOU Jiajia;LIU Jianrong Efficient broadband near-infrared quantum cutting for solar cells 2010(09) 引证文献(2条) 1.杨志平.梁晓双.赵引红.侯春彩.王灿.董宏岩橙红色荧光粉Ca3Y2(Si3O9)2:Eu3+的制备及发光性能[期刊论文]-硅酸盐学报 2013(12) 2.严回.孙晓刚.王栋.吕萍.郑长征C24H16N7O9Sm 的晶体合成、结构与性质研究[期刊论文]-江苏师范大学学报(自然科学版) 2013(3) 本文链接:https://www.wendangku.net/doc/af16217064.html,/Periodical_ydysg201201028.aspx

表面淬火和变形强化

第四章表面淬火和变形强化 1表面淬火技术的原理和特点 2感应加热表面淬火 3火焰加热表面淬火 4激光加热表面淬火 4-1. 表面淬火技术的原理 将钢表面快速加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1 (过共析钢)以上,然后使之迅速冷却并转变为马氏体。 将钢整体加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1 (过共析钢)以上,然后使其表面迅速冷却并转变为马氏体。 2. 表面淬火对材料的要求 凡是能进行整体淬火强化的材料都可以进行表面淬火。 低碳钢或低合金钢需进行表面渗碳或合金化(齿轮渗碳)。 表面硬度要求越高,要求钢碳含量和合金含量越高;表面硬化层越深,要求钢淬透性越好。 3.与常规淬火技术的区别 在一定加热速度范围内,V加热↑,T临界↑ V加热↑,奥氏体成分的不均匀性↑ a. C 成分不均匀,从相图上看与F,K 相邻的浓度相差很大,C 来不及扩散。 b. 合金元素不均匀 预先热处理(调质、正火、球化退火)——表面淬火 V加热↑,奥氏体晶粒细化显著 a.过热度大,相变趋动力增大,晶粒形成位置增多,A在F 和K相界上形成,A在F 亚晶界上形成。 b.加热时间短,如果加热速度10 7 度/S,形成时间10-5S,在如此短时间内奥氏体晶粒来不及长大。 V冷却↑,表面硬度高 4. 表面淬火技术的特点 生产效率高,能耗小。

加热快,冷却快:组织细,硬度高;组织均匀性差(渗碳体来不及溶解和扩散)。 表面组织细,硬度高,中部硬度低,韧性好。 4.2 感应加热表面淬火技术 1感应加热淬火原理 将工件紧靠在有足够功率输出的感应圈附近,感应圈通电,在高频(中频)交流磁场的作用下(如果工件与线圈的间隙非常小)由于集肤效应,在工件表面产生很大的涡流,大小与线圈电流相等,方向相反。 涡流产生热量,将工件表面加热迅速加热到淬火温度,并用冷却介质快速冷却,达到对工件表面淬火的目的。 2感应加热淬火技术特点 效率高;变形小;深度可控;需要制作特定的线圈;电源功率大;“尖角”效应 3感应加热淬火技术应用 高频淬火:轴类零件,磨损量小,但精度要求高的零件 中频淬火:齿轮、活塞环槽,有明显磨损量,精度要求较高的零件 工频或双频:轧辊,磨损量大 表面淬火在粗加工或半精加工后进行,最后只留磨量。 4.3 火焰加热表面淬火技术 1 火焰淬火(flame quenching)原理: 用火焰快速将工件表面加热到淬火温度,并快速冷却,使工件表面得到淬火组织。 控制参数:火焰大小、火焰与工件的相对距离和相对移动速度 淬火深度:钢淬透性、加热深度和冷却条件等 2优点: 设备简单;操作灵活;操作简单 适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火 3缺点: 生产效率低;难以控制,需要丰富的经验;淬火层的均匀性差;变形大 4适用范围 适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火 导槽、模具、凸轮轴(凸台) 4.4 激光加热淬火技术 1激光加热原理: 用激光束加热材料表面,使之迅速生高到相变温度以上。 1.1 激光加热的特点:能量密度高,加热速度快、温度高,且容易控制。 2激光淬火(Laser Quenching)原理: 用激光束加热材料表面,使之迅速生到相变点温度以上但不熔化,当激光束移开后表层自行快速冷却,并转变为马氏体。 2.1特点 能量密度高,加热速度快、温度高,不需要淬火冷却介质。 3优点: ☆工件变形小 ☆能量集中,热影响区小 ☆加热深度和轨迹容易控制 ☆适用于表面重熔,甚至可以熔化陶瓷。

1表面预处理工艺

1表面预处理工艺(关键因素)指标:(1)表面清洁度(2)表面粗糙度 2机械性清理:滚光和刷光、机械磨光和抛光、喷砂或喷丸 3.脱脂:化学脱脂、有机溶剂脱脂溶剂、水剂脱脂、电化学脱脂 1.表面淬火层的组织:淬硬层、过渡区及心部组织 2.表面淬火原理:采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3(对亚共析钢)或者Ac1(对过共析钢)之上,然后使其快速冷却并发生马氏体相变,形成表面强化层的工艺过程。分类:依据热源不同,分为感应加热淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火。 3.表面淬火技术与常规淬火技术的区别:1)提高加热速度将使钢的相变点温度A c3与Ac cm大幅度提高,但使A c1温度升高有限;快速加热可使A晶粒及其中亚结构细化;2)快速加热条件下渗碳体难以充分溶解,形成的奥氏体成分也相当不均匀(不均匀A包括未溶碳化物、高碳偏聚区和贫碳区,淬火后形成高碳和低碳马氏体区域,造成显微硬度的微观不均匀。 因此需要预先热处理(调质、正火、球化退火处理))5.影响淬硬层性能的影响因素:(1)材料成分(通过影响材料的淬硬性和淬透性来影响激光淬硬层深 度与硬度;随钢中含碳量增加,淬火后马氏体的含量也增加,激光淬硬层的显微硬度也越高)(2)激光工艺参数(3)表面预处理状态(两个方法:a表面组织准备:通过调质处理等手段使钢铁材料表面具有较细的表面组织,以保证激光淬火时组织与性能的均匀、稳定; b表面“黑化”处理:提高钢铁表面对激光束的吸收率。黑化方法:磷化法,氧化法,喷刷涂料法,镀膜法等。 7.受控喷丸技术原理:又称喷丸强化技术,利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面,使材料在再结晶温度下产生弹塑性变形,并呈现较大的残余压应力,从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。 1.热扩渗技术的突出特点:渗层与基体金属之间是冶金结合,结合强度很高,渗层不易脱落或剥落。 2.热扩渗层形成的基本条件(1)渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属间化合物;(2)欲渗元素与基材必须直接接触;(3)3被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度;(4)该反应必须满足热力学条件(靠化学反应提供活性原子) 置换反应 A+BCl2(气)→AlCl2 (气) +[B] 还原反应 BCl2(气) +H2→2HCl(气)+[B] 分解反应 BCl2(气) →Cl2 (气) +[B] 3.渗层形成机理(1)产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面;(活性原子提供方式(热激活能法和化学反应法))(2)渗剂元素的活性原子吸附在基体金属表面上,随后被基体金属所吸收,形成最初的表面固溶体或金属间化合物,建立热扩渗所必须的浓度梯度;(3)渗剂元素原子向基体金属内部扩散,基体金属原子也同时向渗层中扩散,使扩渗层增厚。扩散机理(间隙式扩散机理、置换式扩散机理和空位式扩散机理) 4.热扩渗速度的影响因素热扩渗初始阶段,溶入元素原子的扩渗速度受产生并供给渗剂活性原子的 化学反应速度控制;渗层达到一定厚度后,扩渗速度则主要取决于扩散过程的速度。影响化学反应速度的主要因素有反应物浓度、反应稳定和活化剂(催化剂)等。 5.热扩渗工艺分类(1)对于钢铁材料:高温扩散,高于910℃;中温扩散,720~910℃;和低温热扩散,低于720℃(2)按渗入元素:非金属元素热扩渗,金属元素热扩渗,金属-非金属元素多元热扩渗,通过扩算减少或消除某些杂志的扩散退火,即均匀化退火(3)根据渗剂在工作温度下渗剂的物质状态可分为:气体热扩渗,液体热扩渗,固体热扩渗,等离子体热扩渗和复合热扩渗 6.气体渗碳(1)定义:在增碳的活性气氛中,将低碳钢货低碳合金钢加热到高温(一般为 900~950℃),使活性碳原子进入钢的表面,以获得高碳渗层的工艺方法 (2)特点:1固体渗碳老爹条件差,生产效率低;液体渗碳稳定性差,工件质量波动大;等离子渗碳设备造价高,且不完善。 2应用范围广泛,生产量大,研究最深入透彻,生产量占整个热扩渗工艺的 60%~70%,可计算后精确控制。 (3)影响因素:1、温度与时间当工件材质、渗碳温度和碳势确定后,渗碳时间渗碳层深度确定,浅层2~3h,常规5~8,深层16~30h; 2、渗碳气氛评价气氛的渗碳能力,碳势:给定温度下,刚健表面碳含量(奥氏体状态)与炉中气氛达到动平衡时,钢件表面的实际碳含量;3、钢的化学成分碳化物形成元素能提高渗层表面的碳含量,增大碳的含量梯度,非碳化物形成元素则降低渗层表面的碳含量。Cr,Mo,Ni,Ti等促进韧性,国内常用20CrMoTi和国外20CrNiMo。(4)气体渗碳主要方式 A滴注式气体渗碳:把含碳有机液体滴入或注入气体渗碳炉内,含碳有机液体受热分解产生渗碳气氛,对工件进行渗碳;设备简单,多用煤油做 B吸热式气氛渗碳:在连续式作业炉和密封式箱式炉中进行气体渗碳时,常用吸热式气体加含碳富化作为渗碳气氛; C氨基气氛渗碳:一种以纯氮作为载气,添加碳氢化合物进行气体渗碳的工艺方法;按渗层深度:浅层(<0.7mm)、常规(0.7~1.5mm)和渗层渗碳(>1.5mm)连续炉产量大、效率高、质量稳定炉内一般分为四区。a加热区:冷零件计入炉内要吸收大量的热量,功率要比较大,以使零件淬透;880~900℃ b渗碳区:在此区内基本达到渗碳层深要求,920~940℃,气氛根据工件要求而定,碳势控制在1.1%左右 c扩散区:调整和控制零件表面碳含量,使其沿渗层深度均匀下降,即碳含量梯度平缓,900℃,碳势控制在0.9%。d预冷淬火区:降低淬火温度,使工件淬火后的变形量和残余奥氏体含量减少,830~850℃,碳势控制在0.8%。 7.液体热扩渗:盐浴法、热浸法、熔烧法 8.低温盐浴共渗法发展阶段高氰盐浴氮碳共渗→中氰盐浴氮碳共渗→低氰盐浴氮碳共渗 冷却方式:空冷,油冷,水冷,专用盐浴中冷 9.热浸锌的工艺与性能湿法热浸锌、干法热浸锌、氧化还原热浸锌、铅锌法热浸锌、单面热浸锌。 10.热浸锌的工艺参数:锌液温度、浸锌时间及抽出速度(从锌液中抽出速度低,纯锌层薄;2 抽出速度高,纯锌层厚) 11.热浸铝影响因素:工件基体的化学成分、铝液的成分、浸铝的温度和时间等 (钢中碳、硅含量增加,热浸铝厚度减少;钢中铬、锰等元素也使浸铝层的厚度减少; 锌提高铝液与钢基的反应速度与渗层的附着力;硅提高铝液的流动性、降低合金层的厚度和硬度;铁会增大铝液粘度、影响渗(镀)层厚度和耐蚀性)12.固体热扩渗中影响渗层深度和质量的因素:固体渗剂的成分(主要)、温度和时间 固体渗剂分类:供渗剂、催渗剂(活化剂)、填充剂 13.固体渗硼渗剂活性越强,渗层越厚,其中的FeB 比例越大;反之,渗层薄,FeB少,甚至渗层中无FeB

稀土发光材料的研究进展

前言 当稀土元素被用作发光材料的基质成分,或是被用作激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂时,这类材料一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。我国丰富的稀土资源,约占世界已探明储量的80%以上。稀土元素具有许多独特的物理化学性质,被广泛地用于各个领域,成为发展尖端技术不可缺少的特殊材料。稀土离子由于独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能,可以说稀土发光材料的研究开发相对于传统发光材料来说犹如一场革命。稀土无机发光材料方面,稀土发光材料与传统的发光材料相比具有明显的优势。就长余辉发光材料来说,稀土长余辉发光材料的发光亮度是传统发光材料的几十倍,余辉时间高达几千分钟。由于稀土发光材料所具有如此优异的性能使得发光材料的研究主要是围绕稀土发光材料而进行的。 由于稀土元素具有外层电子结构相同、内层4f 电子能级相近的电子层构型,含稀土的化合物表现出许多独特的理化性质,因而在光、电、磁领域得到广泛的应用,被誉为新材料的宝库。在稀土功能材料的发展中,尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构,而具有一般元素所无法比拟的光谱性质,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴,只要谈到发光,几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20 余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步,以及相关技术的促进,稀土发光材料的研究和应用将得到显著的发展。进入二十一世纪后,随着一些高新技术的发展和兴起,稀土发光材料科学和技术又步入一个新的活跃期,它为今后占主导地位的平板显示、第四代新照明光源、现代医疗电子设备、更先进的光纤通信等高新技术的可持续发展和源头创新提供可靠的依据和保证。所以,充分综合利用我国稀土资源库,发展稀土发光材料是将我国稀土资源优势转化为经济和技术优势的具体的重要途径。 纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在1~100 纳米的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响,纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学和和特性,从

等离子体特种垃圾焚烧炉工艺

等离子体特种垃圾焚烧炉工艺 一、“等离子体特种垃圾焚烧炉” 目前在我国主要的是医疗垃圾和工业危险垃圾最为严重。医疗废物包括使用过的注射器、针头、输液管、纱布、药瓶、废医疗塑料制品、有毒棉球、废敷料、手术残物、动物实验废弃物、感光乳液、废显影液等等。这些垃圾含有大量的传染性病毒,它是细菌病毒滋生地。这些垃圾焚烧一般仍采用传统的气、油燃烧方法,而这种气、油燃烧方法采用的焚烧炉处理由于炉内温度不高(一般均低于900℃,而实际情况只运行在700℃以下),极易产生二恶英(600℃~800℃),传染性病毒也不能被彻底处理(一些传染性病毒在1100℃仍会生存),燃烧的垃圾灰仍残余有三分之一以上的可燃物及部分细菌,燃烧后的垃圾灰作为生活垃圾填埋,时间一长会析出地面,仍旧会对环境造成二次污染,渗出后影响土壤、水质,人、畜,饮用水后会迅速感染蔓延。即使用包装进行集中处理,地城区运输中也极易散发也很容易使环境被再次污染。 等离子体是一种具有高热焓、高温、快反应时间、能量集中、电热转换效率极高的(85%~95%),最好的可工业应用的新热源,利用等离子体技术在处理废弃物时可不择废弃物形状而进行处理,处理范围更广,适用性强。 采用等离子体方法可以容易获得高于任何传统方法的温度(1200℃~1700℃),不会产生二恶英,垃圾焚烧会更彻底,且不会带来二坎污染。燃烧的垃圾残余灰减容为≤3%,燃烧后的垃圾可作为生活垃圾填埋。 二、技术原理 等离子体是物质存在的一种状态,与固态、液态和气态并列,和物质的另外三态相比,等离子体可以存在的参数范围异常的宽广(其密度、温度以及磁场强度都可以跨越十几个数量级),等离子体的形态和性质受外加电磁场的强烈影响,并存在极其丰富的集体运动(如各种静电波、漂移波、电磁波以及非线性的相干结构和湍动),因而能量极为集中,并具有极高的电热效率(85%以上),产生的高温可以还原一切难以还原和难溶的物质,瞬间即可完成,因而目前得到广泛的

稀土发光材料的特点及应用介绍

稀土发光材料的特点及应用介绍 专业:有机化学姓名:杨娟学号:201002121343 发光是物体把吸收的能量转化为光辐射的过程。当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后,吸收外界能量,处于激发状态,它在跃迁回到基态的过程中,吸收的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式辐射出来,即为发光。 所谓的稀土元素,是指镧系元素加上同属IIIB族的钪Sc和钇Y,共17种元素。这些元素具有电子结构相同,而内层4f电子能级相近的电子层构型、电价高、半径大、极化力强、化学性质活泼及能水解等性质,故其应用十分广泛。 1稀土发光材料的发光特性 稀土是一个巨大的发光材料宝库,稀土元素无论被用作发光(荧光)材料的基质成分,还是被用作激活剂,共激活剂,敏化剂或掺杂剂,所制成的发光材料,一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。 物质发光现象大致分为两类:一类是物质受热,产生热辐射而发光,另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态的过程中,以光的形式放出能量。 因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,当4f电子从高的能级以辐射驰骋的方式跃迁至低能级时就发出不同波长的光。稀土元素原子具有丰富的电子能级,为多种能级跃迁创造了条件,从而获得多种发光性能。 稀土发光材料优点是发光谱带窄,色纯度高色,彩鲜艳;吸收激发能量的能力强,转换效率高;发射光谱范围宽,从紫外到红外;荧光寿命从纳秒跨越到毫秒6个数量级,磷光最长达十多个小时;材料的物理化学性能稳定,能承受大功率的电子束,高能射线和强紫外光的作用等。今天,稀土发光材料已广泛应用于显示显像,新光源,X射线增感屏,核物理探测等领域,并向其它高技术领域扩展。 2稀土发光材料的合成方法 稀土发光材料的合成方法包括水热合成法、高温固相合成法、微波合成法、溶胶——凝胶法、微波辐射法、燃烧合成法以及共沉淀法。 2. 1 水热合成法

等离子体表面处理技术

等离子体表面处理技术的原理及应用 前言:随着高科技产业的讯速发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高。 等离子表面处理技术的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,更随着高科技产业的迅猛发展,各种工艺对使用产品的技术要求也越来越高。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和巨大的发展空间使等离子表面处理技术迅速在国外发达国家发展起来。 一、等离子体表面改性的原理 等离子,即物质的第四态,是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高,存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子,在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子,产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。 二、等离子体表面处理技术的应用 1、在工艺产业方面的应用 1)、在测量被处理材料的表面张力 表面张力测定是用来评估材料表面是否能够获得良好的油墨附着力或者粘接附着品质的重要手段。为了能够评估等离子处理是否有效的改善了表面状态,或者为了寻求最佳的等离子表面处理工艺参数,通常通过测量表面能的方式来测定表面,比如使用Plasmatreat 测试墨水。最主要的表面测定方式包括测试墨水,接触角测量以及动态测量 评价表面状态 低表面能, 低于28 mN/m良好的表面附着能力,高表面能 2)预处理–Openair? 等离子技术,对表面进行清洗、活化和涂层处理的高技术表面处理工艺 常压等离子处理是最有效的对表面进行清洗、活化和涂层的处理工艺之一,可以用于处理各种材料,包括塑料、金属或者玻璃等等。 使用Openair?等离子技术进行表面清洗,可以清除表面上的脱模剂和添加剂等,而其活化过程,则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质,对于涂层处理而言,则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术,可以根据特定的工艺需求,高效地对材料进行表面预处理。

气体热扩渗技术的发展现状

气体热扩渗技术的发展现状 摘要:气体热扩渗是应用较广泛的一种化学热处理方法。但是,随着对气体热扩渗机理研究和生产应用实践的深化,近几年来在常规气体热扩渗工艺的改进、新工艺的发展以及拓宽热扩渗工艺的应用领域等方面,都取得了新的进展。本文综述这方面的主要成果。 关键词:气体,热扩渗,发展 1前言 气体热扩渗是把工件置于含有渗剂原子的气体介质中加热到有利于渗剂原子在基体中产生显著扩散的温度。使工件表面获得该渗剂元素的工艺过程。产生活性原子气体的渗剂可以是气体、液体、固体。但在扩渗炉内都成为气体;在气体热扩渗过程中,渗剂可以不断补充更新,使活性原子的供给、吸收和内部扩散的过程持续维持:可以随时调整炉内气氛,实现可控热扩渗[1]。气体热扩渗包括气体渗碳、气体渗氮、气体碳氮共渗和气体氮碳共渗。 2气体渗碳的发展现状 近几年国内气体渗碳技术发展很快。为了提高零件的质量,使产品进入国际市场,国内许多企业引进了国外的先进设备和先进工艺。同时,国内一些大专院校和科研单位也对渗碳设备和渗碳工艺进行了研制和创新。这使得国内气体渗碳处理技术处在一个非常活跃的时期,新成果、新经验、新工艺不断出现,对产品质量的提高,起了巨大的推动作用[2]。 2.1广泛使用先进的渗碳设备 先进的渗碳设备普遍采用微机按输入的预定程序,对渗碳过程自动控制,从设备的类型看主要是两大类,一是连续生产线,二是大型井式渗碳炉。这些设备大部分是从国外购进的,也有一部分是国产的。先进的渗碳设备的特点是技术先进、气氛可控、性能稳定、质量可靠、机械化自动程度高,体现了生产发展水平。 2.2合理选择渗碳用钢 现在世界各国正从微观上研究提高渗碳钢使用的合理性。从渗碳用钢角度来看,主要是钢的含碳量和合金元素的含量这两个方面。有研究表明,为了获得最高的弯曲抗力和疲劳极限以及合理的应力分布,钢的含碳量(指未渗碳前钢的原始含碳量)不能高于0.25%C。最近由于对材料内氧化机理的研究,人们认识到内氧化是影响渗碳零件寿命的一个重要因素,法国已把内氧化作为渗碳质量检验的一项内容。这里讲的内氧化是指在渗碳过程中,氧原子扩散到零件内部,与某些合金元素形成氧化物。易形成氧化物的合金元素有Mn、Cr、Ti、B等,难于形成氧化物的合金元素有Ni、Mo等。大家都已经了解,Cr、Ni共同使用能提高材料的综合性能[3]。 2.3稀土在渗碳钢上的应用 目前很多单位在研究稀土元素对渗碳钢组织和性能的影响。综合起来讲,稀土元素能细化奥氏体晶粒。

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