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硬质TiN42crmo合金管酸性水线
作者:合金管 来源:www.wxbxt.com 点击数: 更新时间:2019年08月15 【字体:

 属于金属材料表面改性技术领域。铍铜合金由于其良好的导电、导热性、较高的弹性极限等优点,被广泛用于电子电器、航空航天、石油化工等多种领域,已经成为国民经济建设中不可缺少的重要工业材料。由于QBel.9合金的硬度低、耐磨性差,对于用于摩擦环境的铍铜合金零件如齿轮、测试探针、弹片等,常会因其硬度低而磨损严重。热处理是目前提高QBel.9合金力学性能的主要方法。然而受QBel.9合金成分、结构等的限制,42CrMo合金管热处理后铍铜硬度提高幅度有限,对耐磨性的改善作用不明显。[0003]TiN具有高硬度、低摩擦系数以及良好的耐磨性和耐腐蚀性,制备硬质表层的较好的材料。就铍铜合金而言,由于其基体较软,难以支撑其上硬质TiN薄膜,加之TiN薄膜与基体间的结合力较弱,铍铜合金表面直接制备硬质薄膜对耐磨性的改善作用微乎其微。提供的一种铍铜合金表面Ti+N/Ti复合渗层的制备方法,包括以下步骤:1铍铜合金工件预处理:将铍铜合金工件表面经SiC水洗砂纸打磨—金刚石粉抛光—丙酮清洗,

 干燥后备用;2将预处理后的铍铜合金工件置于等离子渗金属炉内的阴极垫板上,并在其周围加一辅助阴极,辅助阴极上设有孔;纯钛板通过靶阴极架置于铍铜合金工件上方,纯钛板位于辅助阴极内,与铍铜合金工件间距15?25mm3将铍铜合金工件与工件电源连接,成为工件极,再将纯钛板通过靶阴极架与靶电源连接,成为源极;4将等离子渗金属炉抽至极限真空,通入氩气,接通工件电源,产生气体放电,离子轰击铍铜合金工件10?20min工作气压为20?50Pa5接通钛靶电源,工件和源极两极间产生空心阴极效应,当温度增加至750?900°(3时,保持工作气压30?50Pa工件和源极电压分别为300?500V和580?800V条件下,开始进行铍铜合金表面钛合金层的制备,渗钛时间为0.5?3h;6渗钛结束后,充入氨气,调节气体流量使Ar:NH3体积比为5:3?5气压为70?100Pa共渗温度为750?900°C工件电压为550?700V源极电压为800?950V共渗1?3h后,维持正常辉光放电冷却0.5?1h断开电源,关闭气体,

随炉冷却至室温;即得铍铜合金Ti+N/Ti复合渗层。合金管[0006]优选地,所述的铍铜合金表面Ti+N/Ti复合渗层的制备方法,包括以下步骤:1铍铜合金工件预处理:将铍铜合金工件表面经Sic水洗砂纸打磨4金刚石粉抛光4丙酮清洗,干燥后备用;2将预处理后的铍铜合金工件置于等离子渗金属炉内的阴极垫板上,并在其周围加一辅助阴极,辅助阴极上设有孔;纯钛板通过靶阴极架置于铍铜合金工件上方,纯钛板位于辅助阴极内,与铍铜合金工件间距18?22mm3将铍铜合金工件与工件电源连接,成为工件极,再将纯钛板通过靶阴极架与靶电源连接,成为源极;4将等离子渗金属炉抽至极限真空,通入氩气,接通工件电源,产生气体放电,12cr1mov合金管离子轰击铍铜合金工件15?18min工作气压为30?40Pa5接通钛靶电源,工件和源极两极间产生空心阴极效应,当温度增加至830?860°(3时,保持工作气压33?38Pa工件和源极电压分别为350?400V和600?700V条件下,开始进行铍铜合金表面钛合金层的制备,渗钛时间为1.5?2.5h6渗钛结束后,充入氨气,调节气体流量使Ar:NH3体积比为5:3?4气压为75?90Pa共渗温度为830?880°C工件电压为600?650V源极电压为850?900V共渗1.5?2.5h后,维持正常辉光放电冷却0.5?1h断开电源,关闭气体,随炉冷却至室温;SP得铍铜合金Ti+N/Ti复合渗层。[0007]上述制备方法中,所述的等离子渗金属炉的结构如下:炉壳为圆柱形结构,炉壳内中心设有工件阴极,工件阴极上方为阴极垫板,铍铜合金工件位于阴极垫板上部中央,阴极垫板上方设有筒状辅助阴极将工件置于其中,距辅助阴极上方10cm处加工3-Φ 8mm孔,用于通入氩气,距辅助阴极下方25cm处加工Φ 20mm孔,为氨气进气口;铍铜合金工件上方设有与靶阴极架连接的纯钛板,纯钛板位于辅助阴极内,与铍铜合金工件的间距为15?25mm;铍铜合金工件与工件电源连接,成为工件极,纯钛板通过靶阴极架与靶电源连接,成为源极;炉底板开孔分别连接气源和抽真空装置。[0008]本发明的有益效果:通过等离子渗钛和Ti+N共渗处理,铍铜合金表面制备Ti+N/Ti复合渗层。共渗后表面形成富TiN层/TiN+Ti+Cu+B层/Ti+Cu+B层/基体的组织分布,其中,渗层与渗层之间、渗层与基体之间的界面以扩散层连接,具有较好的结合强度。富Ti+N表层保持了TiN高硬、耐磨等优良性能,基体与表层之间形成的TiN+Ti+Cu+B扩散过渡层增强基体对硬质富TiN表层的综合承载能力,使铍铜耐磨性得到明显改善,对拓宽铍铜合金的应用具有重要意义。附图说明】[0009]图1为等离子渗金属炉装置的结构示意图;图2为铍铜渗钛及Ti+N/Ti复合渗后合金元素沿渗层分布;图3为铍铜基材与Ti+N/Ti复合渗后的摩擦系数图;图4为铍铜基材与Ti+N/Ti复合渗后的比磨损率图。[0010]图中:1-炉壳,2-辅助阴极,3-纯钛板,4-氨气进气口,5-铍铜合金工件,6-阴极垫板,7-炉底板,8-充气孔,9-工件阴极,10-抽气孔,11-靶阴极架,12-工件电源,13-靶电源。具体实施方式】[0011]下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。[0012]首先对本发明使用的工艺设备进行如下说明:如图1所示,本发明采用的等离子渗金属炉的结构如下:炉壳1为圆柱形结构,炉壳1内中心设有工件阴极9工件阴极9上方为阴极垫板6铍铜合金工件5位于阴极垫板6上部中央,阴极垫板6上方设有筒状辅助阴极2距辅助阴极2上方10cm处加工3-Φ8mm孔,用于通入氩气,距辅助阴极2下方25cm处加工Φ20mm孔,为氨气进气口 4;铍铜合金工件5上方设有与靶阴极架11连接的纯钛板3纯钛板3位于辅助阴极2内,纯钛板3与铍铜合金工件5间距为15?25mm;铍铜合金工件5与工件电源12连接,成为工件极,纯钛板3通过靶阴极架11与靶电源13连接,成为源极;炉底板7分别设有充气孔8和抽气孔10充气孔8连接气源,抽气孔10连接抽真空装置。本实施例提供的铍铜合金表面Ti+N/Ti复合渗层的制备方法,包括以下步骤:1铍铜合金工件预处理:将铍铜合金工件表面经SiC水洗砂纸打磨—金刚石粉抛光—丙酮清洗,干燥后备用;2将预处理后的铍铜合金工件5置于等离子渗金属炉内的阴极垫板6上,并在其周围加一辅助阴极2辅助阴极上加工孔洞,便于工作气体通入;纯钛板3通过靶阴极架11置于铍铜合金工件上方,纯钛板3位于辅助阴极内,与铍铜合金工件间距18mm靶材选择纯度为99.9%纯钛板;3将铍铜合金工件与工件电源12连接,成为工件极,再将纯钛板通过靶阴极架与靶电源13连接,成为源极;4将等离子渗金属炉抽至极限真空102Pa通入氩气,接通工件电源,产生气体放电,离子轰击铍铜工件15min工作气压为50Pa5接通钛靶电源,工件和靶材两极间产生空心阴极效应,当温度增加至880°C时,保持工作气压50Pa工件和源极电压分别为490V和780V条件下,开始进行铍铜合金表面钛合金层的制备,渗钛时间1.5h;6渗钛结束后,充入氨气,调节气体流量使Ar:NH3=5:4气压为100Pa共渗温度为880°C工件电压为660V源极电压为900V共渗2h后,维持正常辉光放电冷却1h断开电源,关闭气体,随炉冷却至室温;即得铍铜合金Ti+N/Ti复合渗层。42crmo合金管在石化工业中的应用前景 42crmo合金管在石化工业中的应用前景 耐蚀性能优异的42crmo合金管材料由于具有稳定性好、耐温、耐压和价格适中的优点 ,近年来在石化行业的应用逐渐增多。洛阳石化总厂五联合装置的酸性水线和E305换热器改用42crmo合金管管和42crmo合金管管束后 ,运行周期大幅度延长 ,42crmo合金管加热炉空气预热器也有成功运用的实例(本一种铍铜合金表面Ti+N/Ti复合渗层的制备方法 一种铍铜合金表面Ti+N/Ti复合渗层的制备方法。[

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