20CrNiMo表面针状空心阴极辉光放电制备TiN研究.pdf

第 24 卷 第 1 期 中 国 表 面 工 程 Vol.24 No. 1 20 11 年 2 月 CHINA SURFACE ENGINEERING February 20 11 50 中 国 表 面 工 程 20 11 年 doi: 10.3969/j.issn.1007−9289.2011.01.011 20CrNiMo 表面针状空心阴极辉光放电制备TiN 研究* 陈 飞，赫 单 ，陈家庆，周 海 （北京石油化工学院 工程教育中心 ，北京 102617 ） 摘 要：在真空炉内以针状钛丝为溅射源极 ，以氩气和氮气为放电气体，利用辉光放电现象、尖端放电和空心阴极效 应在 20CrNiMo 表面复合渗镀合成 TiN 改性层，目的是提高20CrNiMo 表面的耐磨性能 。利用扫描电子显微镜 （SEM） 观察了改性层的截面形貌 ；测量了改性层的显微硬度并用 XRD 观察分析了改性层的相结构 ；采用 MFT–4000 型高速 往复磨损试验机对渗镀改性层的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明 ：在试验工艺条件下 20CrNiMo 试样表面制备的 TiN 改性层厚度约为 40 µm 。改性后表面摩擦因数为 0.169 ，较 20CrNiMo 基体的摩擦 因数 0.324 明显减小，耐磨性能 提高 。 关键词：TiN 改性层 ；辉光放电 ；针状空心阴极 ；耐磨性 中图分类号：TG174.445 文献标识码：A 文章编号：1007–9289(2011)01–0049–03 Study on the TiN Modified Layer on the Surface of 20CrNiMo Steel by Needle–shape Cathode Glow Discharging CHEN Fei, HE Dan, CHEN Jia–qing, ZHOU Hai (Engineering Education Center, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617) Abstract: The multiple structures made of alloying and coating layers of TiN was achieved on the surface of 20CrNiMo steel by the needle–shape cathode glow discharging. It is aimed to reduce the friction coefficient of the 20CrNiMo and to improve the property of the wear–resistance. The morphology of TiN modified layer at the cross section was observed by Scanning Electron Microscope (SEM). The friction and wear behavior of the TiN/ZrN films under dry sliding against GCr15 steel was evaluated on a MFT–4000 high speed to–and–fro wear test rig. The results showed that it was feasible to prepare TiN layer of 40 µm thickness by the needle–shape cathode glow discharging. It has been found that the TiN modified layer has excelle