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1、毕业设计(论文)说明书题 目： 辉光等离子稀土催渗 离子氮化的研究 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学生姓名： 学 号： 0701020110 指导老师： 职 称： 教 授 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2011年 5 月 25日摘 要磨损、腐蚀和断裂是机械零部件、工程构件的三大主要破坏形式，涉及工农业生产和人民生活的各个领域。它所导致的经济损失十分惊人。据不完全统计，机械零件的80失效原因是源于磨损和腐蚀。据一些工业发达国家统计，在失效的机械零件中，约75属于金属磨损和腐蚀。磨损和腐蚀给工业国家带来的损失可达国民生产总值的28，消
2、耗了极为宝贵和有限的资源和能源。因此，研究解决磨损、腐蚀问题有现实的意义。解决机械零件、工程构件磨损、腐蚀和断裂问题的最佳途径就是通过热处理增强零件或构件的表面机械强度。在传统热处理的基础上我们引入了等离子渗氮。离子渗氮就是利用真空辉光放电的方法把氮渗入金属表面，形成表面氮化物的一种化学热处理方法。离子渗氮作为强化金属表面的一种化学热处理方法，广泛适用于铸铁、碳钢、合金钢等。等离子渗氮具有许多突出的特点：渗层质量高，工艺可控性强，工件变形小；渗速快，生产周期短；热效率高，一般可节能30以上；无烟雾、废气污染，处理后工件和夹具洁净。因此，自20世纪60年代离子化学热处理获得工业应用以来，该技术得
3、到了飞速发展，成为化学热处理中一个重要的分支。同时，在离子氮化工程中，加入稀土元素，有助于离子氮化的进行，使离子氮化的时间缩短，渗层更厚，硬度更高，耐磨损更好等。基于这些优点，我们进行了本课题的研究。实验采用45钢做为试样，通过几组不同工艺参数的变化，进行加有无稀土钇促渗离子氮化的对比实验，然后对被处理试样进行成分和性能的检测，并对比分析稀土对氮化产生的影响，从而得出稀土钇对离子氮化的催渗作用。关键词: 辉光等离子；离子氮化; 45钢;稀土钇;催渗；摩擦磨损;Abstract Wear , corrosion and rupture is the three main component fa
4、ilure modes of mechanical parts and construction , involved the industrial and agricultural production and people in all spheres of life. And that resulting economic loss is quite amazing. According to not complete count,mechanical parts in 80% failure reason is rooted of abrasion and corrosion.Acco
5、rding to some industrialized countries to statistics,in failure of mechanical parts, and about 75% belong to metal wear and corrosion.Wear and corrosion to industrial nation bring losses can reach GNP 2% 8%, and consumes invaluable and limited resources and energy.Therefore, to study and solve wear
6、and corrosion problems have realistic significance.The best way to resolve the wear,corosion and fracture of the mechanical parts and engineering component is that strengthen parts or components surface mechanical strength by heat treatment .On the basis of traditional heattreatment, we have introdu
7、ced plasma permeability nitrogen . Ionodialysis nitrogen is a chemical heat treatment method. It use the vacuum glow discharge to put nitrogen into metal surfaces,and that form a surface nitrides.Ionodialysis nitrogen as a chemical treatment method to strengthen metal surface , widely used in iron,
8、carbon steel and alloy steel etc. Plasma permeability nitrogen has many outstanding features:carbonitriding layer are high quality, process control is strong,the deformation is small;permeability speed fast; high thermal efficiency, generally can save energy more than 30%; no smoke, exhaust pollutio
9、n,After treatment of workpieces and fixture are clean. Therefore, since ion chemical heat treatment get industrial application in the 1960s, the technology had been rapid development, and become an important chemical heat treatment of branch.Meanwhile, joined rare earth elements in ionic nitriding e
10、ngineering is helping for ion nitriding , and making ion nitriding time shortens,carbonitriding layer thicker, hardness higher, wear resistance better, etc. Based on these advantages,we conducted this topic research. Experiment uses 45 steel as samples, through different process parameters experimen
11、t,testing add rare earth yttrium ion nitriding and no rare earth yttrium ion nitriding experiment,Then with different performance testing to the processed samples, and compared with add yttrium ion nitriding and without yttrium ion nitriding the different, thus ion nitriding draws on yttrium hast pe
12、rmeability effect.Key words: glow plasma;ionic nitriding; ion nitriding process; 45 steel; yttrium；urge permeability；rubbing wear对照前面进行修改目 录第1章 文献综述11.1 表面工程概述11.1.1机械零件失效形式及其原因11.1.2表面工程概述11.1.3表面工程的分类21.1.4表面工程的发展趋势21.1.5表面技术的发展21.1.6表面技术的分类31.2 辉光等离子化学热处理原理312.1等离子体 41.2.2辉光放电理论5格式统一对整齐1.2.3阴极溅射7
13、1.2.4扩散理论81.3 离子氮化91.3.1离子渗氮工艺进展情况91.3.2离子渗氮与其他氮化技术的对比91.3.3目前我国离子氮化技术发展的情况101.3.4离子氮化的未来展望和存在的问题101.4 稀土111.4.1 稀土在化学热处理中的基本过程和作用111.4.2稀土催渗离子氮化12第2章 课题的提出122.1 课题的提出122.2 本课题的主要研究内容与技术路线132.2.1主要研究内容132.2.2技术路线132.3 本课题研究的意义14第3章 离子氮化的实验过程143.1 试样的制备143.2 炉体操作流程153.3 试样组织性能检测的工艺步骤16第4章 离子渗氮层的硬度、组织与成分分析174.1 试样渗层显微硬度测量与分析
