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摘要
以甲酰胺作为渗剂、氯化铵作为导电盐,配制电解液,以活塞环为阴极和不锈钢棒为阳极,对活塞环进行了液相等离子体电解渗氮(PEN)处理,并对处理后的活塞环表面渗氮改性层的结构、元素分布及相组成等特征进行了分析,探究了PEN工艺操作参数对改性层的硬度和摩擦学性能的影响。结果表明:在有机电解液体系下进行活塞环表面电解渗氮处理会同时渗入N、C两种元素,但以渗N为主;活塞环表面的PEN改性层由化合物层、扩散层和过渡层组成,改性层中N元素的含量由表及里逐渐降低;改性层的主要相组成为铁的氮化物Fe2-3N、Fe4N和铁的碳化物Fe3C等强化相;改性层的最大硬度可达基体硬度的3倍,且随工作电压提高、处理时间延长和频率降低而增大;摩擦试验表明活塞环试样经PEN处理后其摩擦因数会增大,但对工作电压、处理时间和频率等工艺参数进行合理控制,便能够通过提高活塞环表面硬度和储油能力来抑制因摩擦因数增大而导致的磨损率升高。
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