该项目由武汉科技学院为主持单位完成，是省教育厅2000年底下达的科研项目计划。已于2005年4月27日获国家发明专利证书。国际国内查新报告证实：国际国内均未见有与该项目相类似的工作报道。钢领是细纱机的重要零件之一，该研究的稀土氮化碳钢领采用全新的稀土氮化碳镀覆工艺生产，满足了钢领的使用要求，其使用寿命有了极大提高，成纱质量也有了一定改善。该研究致力于新型稀土氮化碳钢领的研发、生产及应用，提高中国纺织器材的产业竞争力。解决的关键问题在于：原有氮化碳镀覆工艺中形成的氮化碳超硬镀膜层效果还不太稳定，特别是在获取结晶完美、均匀的、单一结构大面积的C3N4晶体薄膜方面，在提高含氮量、耐磨性和显微硬度稳定性方面，以及在消除镀膜层的石墨、类石墨及游离的C、N等元素形成的有害组织方面都需要有较大改进，工艺的可重复性和可靠性也有待于进一步提高，这些原因主要由于现有镀覆氮化碳工艺中，钛元素不能有效的夹住氮化碳，使其形成极高硬度的晶形氮化碳所致。要改变这种情况，可通过对镀覆钛靶和石墨靶添加稀土的方法进行创新改进，使镀覆的稀土氮化碳钢领(锭子)有极高的耐磨性和硬度，因为有关试验的前期工作表明：利用稀土特殊的理化性能使靶材达到较好的镀覆性能，从而解决上述关键问题。上述创新改进的主要思路是：稀土元素能在20Cr纲领Fe表面稳定α-Ti(或β-Ti)，提高Ti合金的热稳定性和化学稳定性，稀土钛合金靶还能提高镀覆设备中直流电源参量的稳定性，这些作用都有利于提高多弧等离子体镀覆氮化碳的稳定性。由于α-Ti、β-Ti是Ti合金的两个基本相，所以要制备性能稳定的稀土钛合金靶材，就必须要加入稳定基本相的合金元素，将Al或Mn和稀土一起添加时也可以稳定β-Ti和α-Ti，加Cu或Cr等也都有利于镀覆氮化碳工艺的稳定性。这些因素都有可能显著改善稀土钛合金靶的镀覆质量，有利于使更细密的氮化钛和氮化碳交替沉积到靶体表面，形成由这两种化合物交替构成的连续薄层，从而有利于氮化碳被夹在两层氮化钛晶格之间，强迫形成晶体化的氮化碳物质，从而也就形成了硬度是非晶体化氮化碳硬度两倍以上的超硬物质：晶体氮化碳。这样才有可能得到真正的超硬耐磨材料。
完成单位：武汉科技学院
联系电话：(027)87611895-9424
邮政编码：430073
成果类别：应用技术
限制使用：国内
成果密级：非密
鉴定日期：20030630
应用行业：金属表面处理及热处理加工
鉴定部门：湖北省教育厅
分类号：TG174.44
