用热等离子体在金属上生成功能渐变的复合表面层的方法

摘要

一种材料处理方法及从该方法得到的产品，在该方法中利用高温化学活化的热等离子体流将金属基板的表面转换成该金属与其氮化物或碳化物的复合结构。该复合热等离子体包含可控制地加入的活化气体、液体或固体物质。所得到的表面层在功能上是逐渐变化到基板的，得出抗分层与剥落的优异结合，并提供明显的硬度增强、抗磨损与侵蚀性、以及抗腐蚀性，并降低磨擦系数。

主权项

一种在导电金属基板上提供表面层的方法，所述方法包括：使用等离子体焊炬将含氮气的高温电弧等离子体流喷射到金属基板表面，所述金属基板作为电极并与所述电弧等离子体流和焊炬电源形成电路，所述电弧等离子体流具有足够的能量来使氮气离子化，从而将金属基板表面加热到低于形成金属基板的金属的熔点的温度并导致金属基板与氮离子反应而形成金属和对应的金属氮化物的复合表面层，所述复合表面层的组成在功能上是逐渐变化的，从而金属氮化物对金属的比值在表面为最大并在距表面的某一距离降低到零，所述表面层相比未反应的金属用Rockwell C测定的硬度增加至少10％，且所述表面层和金属基板之间的结合强度足以抵抗由热和机械应力作用引起的分层和剥落。