8、稀土表面工程技術

　　稀土表面工程技術中極少有直接使用純稀土金屬的，絕大多數使用稀土化合物，最常見的幾種化合物有CeO2、La2o3、LaF3、CeF3、CeS2、Y2O3及稀土硅鐵等。表面工程中加入稀土元素通常采用化學熱處理、噴涂、電沉積、氣相沉積和激光涂覆等方法。

　　稀土元素對化學熱處理的影響主要表現為有顯著的催滲作用，大大優化工藝過程;加入少量稀土化合物，滲層深度可以明顯增加;改善滲層組織和性能。從而提高模具型腔表面的耐磨性、抗高溫氧化性和抗沖擊磨損性。

　　利用熱噴涂和噴焊技術，將稀土元素加入涂層，可取得良好的組織與性能，使模具型腔表面具有更高的硬度和耐磨性。

　　物理氣相沉積膜層性能的優劣和膜與基體結合強度大小密切相關，稀土元素的加入有利于改善膜與基體的結合強度，膜層表面致密度明顯增大。同時，加入稀土元素可以使膜層耐磨性能也得到明顯改善，例如應用于模具型腔表面的超硬TiN膜(加入稀土元素)，使模具型表面呈現出高硬度、低摩擦系數和良好的化學穩定性，提高了模具的使用壽命。

　　含稀土化合物的涂覆層，可大幅度提高模具金屬材料表面對激光輻照能量的吸收率，對降低能耗和生產成本，以及推廣激光表面工程技術都有重要意義。稀土涂覆層經激光處理后，組織和性能發生明顯改善，涂覆層的硬度和耐磨性顯著提高，耐磨性是45#鋼調質的5-6倍。對加入CeO2的熱噴涂層進行激光重熔，研究發現合金化層的顯微組織明顯改變，晶粒得到細化。激光重熔加入稀土后的噴焊合金，稀土化合物質點在其中彌散強化，降低晶界能量，提高晶界的抗腐蝕性能，模具型腔表面的耐磨性也大大增強，有的文獻報道稀土元素提高了耐磨性達1-4倍。另外，有研究發現，加入混合稀土化合物的效果優于單一稀土化合物。

　　把稀土元素加入鍍層可采用電刷鍍、電鍍等電沉積方法。稀土甘氮酸配合物的加入使鍍層防氧鈍化壽命明顯提高;稀土元素有催化還原SO2的作用，可以抑制Ni-Cu-P/MoS2電刷鍍鍍層中MoS2的氧化，明顯改善了鍍層的減摩性能，提高了抗腐蝕的能力，使模具型腔表面的耐磨壽命延長近5倍。

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