RF-DC 等离子体 N2-H2 在微图案化 AISI420 选择性硬化工艺中的作用
应用物理
2019-06-27 v1 等离子体物理
摘要
利用高密度 RF-DC 等离子体 N2-H2 对具有复杂纹理几何形状的 AISI420 进行精密微织构加工。原始二维微图案通过无掩模图案化使用纳米碳墨绘制于基底表面。这些微图案试样在 673 K、70 Pa 条件下,利用空心阴极装置进一步等离子体渗氮 5.4 ks。发射光谱显示等离子体中的物种为氮原子以及 NH 自由基和氮分子离子。未印刷表面区域被选择性渗氮,氮溶质含量高达 12 mass%。掩模区域恰好对应于印刷纳米碳墨的碳分布,而未印刷表面对应于氮分布。硬度剖面在印刷与未印刷区域边界处呈阶梯状变化;例如,未印刷表面硬度为 1200 Hv,而印刷表面保持为 350 Hv。这种选择性渗氮与硬化使得能够通过化学蚀刻印刷区域来构建三维织构微型模具与制品。这两个峰与高氮异常固溶引起的马氏体晶格扩展有关。相变由马氏体晶格 {\alpha}prime-Fe 经膨胀相转变为 {\epsilon}-Fe3N 晶格。
引用
@article{arxiv.1906.10687,
title = {The effect of RF-DC plasma N2-H2 in the selective hardening process for micro-patterned AISI420},
author = {Hengky Herdianto and Dionisius Johanes Djoko Herry Santjojo and Masruroh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10687},
year = {2019}
}