钢铁、钛合金低温脉冲离子氮碳共渗及阴极电弧离子镀M/MN交替镀厚膜工艺

摘要

一种钢铁、钛合金低温脉冲离子氮碳共渗及阴极电弧离子镀M/MN交替镀厚膜工艺，属于材料表面技术领域。其特征是：工件3经冷轧或冷拔成型进行消除应力退火；制备工件表面耐磨层的硬度呈缓和过渡分布的氮碳共渗层+M/MN交替复合厚膜层，防止镀膜脱落；改性层与离子镀M膜层之间形成1～3μm厚度的过渡层，提高镀膜附着性；离子镀M与MN交替镀膜，离子镀M镀膜能部份吸收MN镀膜内应力，镀膜不易脱落；本发明的效果和益处是：解决钛合金硬度不高耐磨性不足；取代电镀硬铬，对环境旡汚染，对人体无害；应用面很广泛如模具、机床零部件、矿山机械、机车、活塞环等。

主权项

一种钢铁、钛合金低温脉冲离子氮碳共渗及阴极电弧离子镀M/MN交替镀厚膜工艺，制备工件表面耐磨层的硬度呈缓和过渡分布的氮碳共渗层+M/MN交替复合厚膜层；M代表Cr、或Ti、或Al、或CrTiAl，N代表氮气,MN代表CrN、或TiN、或AlN、或CrTiAlN，其特征是：1).工件(3)经冷轧或冷拔成型及工件形状複杂易变形，进行消除应力退火；2).制备工件表面耐磨层的硬度呈缓和过渡分布的氮碳共渗层+M/MN交替复合厚膜层；复合厚膜层硬度及膜层厚度分布为：工件(3)基材硬度为300～200Hv，脉冲氮碳共渗后制备改性层硬度可达400～1100Hv，厚度40～150μm,阴极电弧离子镀MN镀层硬度1300～2000Hv，厚度20～80μm,可防止镀膜层崩落；3).制备过渡层，改性层与离子镀M膜层之间形成1‑3μm,厚度的过渡层提高镀膜附着性；4).阴极电弧离子镀M与MN交替镀膜，阴极电弧离子镀M镀膜部份吸收MN镀膜内应力，减少工件不变形，通过阴极电弧离子镀M厚度调节膜层硬度；5).工件(3)在镀膜完成炉冷时350℃～450℃保温2.5～4h，充分消除镀膜过程中产生应力，待炉温降至80℃出炉。