溶液中微弧快速滲氮技術是在開放環境下和特定的電解液中，處理幾十分鐘即可獲得高硬度、耐磨、耐蝕的滲透層，由于該技術具有處理時間短、工藝簡單、使用范圍廣、試樣的前處理簡單等優點，是一種很有應用前途的表面處理技術，在鋼鐵表面處理方面受到關注。該技術與溶液中微弧氧化技術的區別在于處理件前者在陰極，后者在陽極。兩者均屬于溶液中微弧處理(PES)技術。目前國內外對此技術的研究主要集中在鈦合金，而有關鋼鐵表面的文獻并不是很多，有學者通過MM-200磨損測試儀對經微弧滲碳處理過的20鋼試樣擴散層的耐磨性能進行測試，得出處理過的工件耐磨性更好，并測得滲碳層硬度高達1200HV；在甲酰胺和尿素電解液體系下對Q235鋼進(jin)行液相微(wei)弧快(kuai)速(su)碳氮共滲處理，得(de)出滲層最大硬度達到770HV。關于溶(rong)液微(wei)弧滲透技術的研究(jiu)還停(ting)留在對滲透結(jie)果(guo)的檢(jian)測上，很少(shao)涉(she)及對原理機制的探究(jiu)。
本(ben)文通過(guo)分(fen)析Q235鋼在溶(rong)液中(zhong)快速微(wei)(wei)弧(hu)滲(shen)氮的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)及滲(shen)氮層的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)和組織變(bian)化(hua)，確(que)定溶(rong)液快速微(wei)(wei)弧(hu)滲(shen)氮的(de)(de)(de)機理(li)及其模(mo)型的(de)(de)(de)初步(bu)建立。對于(yu)滲(shen)透(tou)(tou)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)產(chan)生的(de)(de)(de)氣體(ti)及不同滲(shen)透(tou)(tou)階段的(de)(de)(de)溶(rong)液成(cheng)分(fen)變(bian)化(hua)將(jiang)通過(guo)一(yi)系列其他(ta)方(fang)法進(jin)行檢測，確(que)定溶(rong)液微(wei)(wei)弧(hu)滲(shen)氮的(de)(de)(de)滲(shen)透(tou)(tou)過(guo)程(cheng)(cheng)，為微(wei)(wei)弧(hu)滲(shen)透(tou)(tou)工藝的(de)(de)(de)進(jin)一(yi)步(bu)探究(jiu)奠定基礎。
試(shi)驗(yan)裝置(zhi)為(wei)等(deng)(deng)離子微弧脈(mo)沖電(dian)(dian)源、304不銹鋼(gang)電(dian)(dian)解池和(he)冷卻(que)槽。試(shi)樣(yang)Q235鋼(gang)尺寸為(wei)25mm×4mm×10mm，試(shi)樣(yang)成分(fen)為(wei)（質(zhi)量分(fen)數，%）：0.14~0.22C，0.30~0.65Mn，≤0.30Si，≤0.050S，≤0.045P。電(dian)(dian)解液為(wei)先在一(yi)定(ding)量的(de)(de)(de)蒸餾(liu)水中溶解氯(lv)化(hua)銨和(he)氯(lv)化(hua)鉀鹽，再(zai)加入甲酰胺試(shi)劑。試(shi)驗(yan)前對試(shi)樣(yang)進(jin)行(xing)脫脂、除銹、砂紙打(da)磨(mo)等(deng)(deng)預處(chu)理。以試(shi)樣(yang)為(wei)陰極，浸入含有電(dian)(dian)解質(zhi)溶液的(de)(de)(de)陽極304不銹鋼(gang)電(dian)(dian)解槽中，與40kVA的(de)(de)(de)脈(mo)沖電(dian)(dian)源相連。開始時不斷(duan)調節(jie)電(dian)(dian)流至試(shi)樣(yang)表面(mian)(mian)出(chu)現穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)微弧放電(dian)(dian)現象，記錄試(shi)樣(yang)表面(mian)(mian)從出(chu)現氣(qi)泡至穩(wen)定(ding)產生微弧放電(dian)(dian)的(de)(de)(de)各種(zhong)試(shi)驗(yan)現象。試(shi)驗(yan)結束后取出(chu)試(shi)樣(yang)，清洗吹干。使用環氧(yang)樹脂對試(shi)樣(yang)進(jin)行(xing)鑲嵌，并對表面(mian)(mian)打(da)磨(mo)和(he)拋光(guang)。
應用溶(rong)液快速微弧滲氮(dan)處理技術，可(ke)在低碳鋼表(biao)面獲得較理想的滲氮(dan)層。經(jing)溶(rong)液快速微弧滲氮(dan)處理后的試樣化合物層硬度明顯高(gao)于基體(ti)硬度。試驗結(jie)束(shu)時(shi)，試樣表(biao)面顏(yan)色發生改變，且有粒子(zi)轟擊(ji)過激(ji)留下(xia)的“斑點”。