第八章材料表面改性.ppt

表面迅速吸收大量氮原子，建立高的氮浓度，加速原子向内部扩散，并使表面形成弥散度大的氮化物，以获得表面高硬度。第二阶段是扩散阶段，目的是增加渗层厚度，获得平缓的过渡层。开始用氨分解率为30％～40％，氨化结束前2～4小时，将氨分解率提高到80％以上，进一步降低氮浓度，减少脆性，这一阶段称为退氮。 抗蚀氮化：耐蚀氮化是通过气体氮化法在零件表面形成0.01～0.06mm厚的相层，以提高钢及铸铁零件耐水、潮湿空气及弱碱溶液腐蚀能力。具体工艺为：600～650℃，氨分解率为40％～50％，时间为40～90分钟，或700～720℃，氨分解率为55～60％，时间为20～30min。 离子氮化： 概念：在低于常压下的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺。 离子氮化层形成原理：辉光放电时，电子在向阳极运动的过程中与气体分子碰撞，使其电离N＋与H+,在阴阳极电场作用下，N＋与H+离子加速射向阴极。到达阴极工件后，离子所具有的能量一部分转变为 热能，使工件升温，一部分使离子直接渗入工件内部，有一部分轰击工作表面时从阴极表面打出电子和原子，产生阴极溅射。被溅射下来的铁原子和带电原子态氮相结合而放出氮。氮原子一部分渗入工件表面并向内扩散形成氮化层。一部分氮回到放电的等离子区气体中，和其它氮原子一样重新参与氮化作用。 离子氮化工艺： 电参数：电流密度 气参数：气体的组成、气压、流量 热参数：温度和时间 主要是温度、时间和气体的组成 温度：38CrMoAr钢用520～540℃，其它合金结构钢用480～530℃，高合金工具钢用480～540℃，不锈钢用550～580℃。 气氛：常用纯氨，热分解氨或N2+H2的混合气。 电参数：维持在异常辉光放电区工作。 离子氮化渗层组织与性能特点：获得比其它氮化更高的表面硬度。表面硬度在450～500℃范围内出现峰值。与气体氮化工艺相比较，由于离子氮化工件表层氮化物白亮层比较薄，使得氮化层具有较好的韧性、耐磨性及较高的疲劳强度。 1.4 钢的碳氮共渗 向钢件表层同时渗入碳和氮的过程称为碳氮共渗，习惯上又称氰化。主要方法有液体和气体碳、氮共渗两种。常用的是气体碳氮共渗。 中温气体碳氮共渗：将钢件放入密封炉内，加热至820～860℃，向炉内通入煤油或渗碳气体，同时通入氨气。 中温气体碳氮共渗工艺以渗碳为主，但与渗碳工艺相比较，它又具有以下特点： 由于氮扩大铁碳相图相区，因而使Ac3温度降低，所以渗碳温度低（820℃～860℃），奥氏体晶粒不会长大，处理后可直接淬火。 渗速比单一渗碳、渗氮工艺快。 由于氮增加过冷奥氏体的稳定性，碳氮共渗后可采用油淬，工件变形小。 比渗碳层具有更高的耐磨性、疲劳强度和低的脆性。 低温气体碳氮共渗：是以渗氮为主的碳氮共渗过程。当氮和碳原子同时渗入钢中时，很快在表面形成细小的含氮渗碳体，这些碳、氮化合物构成铁的氮化物形成核心，从而加速氮化过程，缩短氮化时间。低温碳氮共渗一般采用甲酰胺、三乙醇胺、尿素、醇类加氨等，这些渗剂在软氮化温度下发生分解，产物为活性[C]、[N]原子。 2、玻璃的表面处理 2.1 玻璃表面处理的三大类型 通过表面处理，控制玻璃表面凹凸， 形成玻璃的光滑面或散光面。 改变玻璃表面的薄层组成，改善表面的性质，以得到新的性能，如表面着色。 在玻璃表面上用其它物质形成薄层而得到新的性质，即表面涂层。 2.2 玻璃的化学蚀刻 玻璃的化学蚀刻是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧，根据残留盐类溶解度的不同，而得到有光泽的表面或无光泽的毛面。 蚀刻后玻璃的表面性质决定于氢氟酸与玻璃作用后所生成的盐类性质、溶解度大小、结晶的大小以及是否容易从玻璃表面清除，此外，玻璃的化学组成和蚀刻液的组成也是影响蚀刻表面的两个主要因素。 2.3 化学抛光 化学抛光的方法：单纯的化学浸蚀作用（除氢氟酸外，还要加入能使浸蚀生成物溶解的添加物，一般采用硫酸）；化学浸蚀和机械的研磨相结合。 影响化学抛光的因素：玻璃的成分；氢氟酸和硫酸的比例；酸液的温度；处理时间。 2.4 表面金属涂层 方法： 化学法常用于玻璃表面镀银。用某些有机物的还原反应，从银络化合物的氨溶液中沉淀出金属银，并使银均匀分布在玻璃的表面。优点：设备简单；缺点：银层厚，原料消耗大，均