姚远

（三门峡职业技术学院 472000)

1 实验材料与方法

实验手段：对汽车内燃机活塞的表面采用等离子Ti+N共渗透法进行防护处理。

实验方法：第一步，对基材进行双辉等离子渗透Ti，接着通过对其进行Ti+N共渗处理，以此来形成共渗层，这一操作过程是在同一渗金属炉中进行的；第二步，利用扫描电子显微镜实现表面防护层形貌以及界面组织的分析，同时还需要测量微区成分；第三步，利用X'Pert PRO X射线衍射仪，实现对其的物相结构分析，采用往复磨损试验器进行温室摩擦实验，采用激光共聚焦显微镜以测量表面磨损情况的数据。

2 实验结果与分析

汽车内燃机活塞表面经过Ti与Ti+N共渗后，对表面进行处理，发现基材表面气孔、孔洞的缺陷消失，同时可以观察到其表面存在少部分泡状结构。

基材表面经过Ti+N共渗后形成一个厚度为14 μm的合金层，这个合金层跟基体截面层结合良好且组织均匀。通过对表面合金层相邻的区域进行化学成分分析后发现，Cu元素的含量越高，与表面距离则越远；反之，表面距离越近，则Cu元素含量越低，这两者之间存在着正比例关系。N、B元素含量之间则相反，他们之间呈现出反比例关系。Ti元素总体上呈现出先增后降的趋势。

BeCu是汽车内燃机活塞基材的主要成分，而当其经过Ti+N共渗处理后，表面形成的相物主要就是BeCu与TiN，这就表明了经过共渗处理后的基材表面形成了一个TiN合金层，该合金层对活塞基材表面的耐磨性和硬度产生重要的影响[1]。

在载荷为10 N，摩擦时间为30 min时，Ti共渗层与摩擦的磨损形貌如图1所示。……