Y15钢表面直接涂层处理滑动摩擦磨损试验研究

在易切削钢Y15试样表面直接涂层处理得到TiCN、AlTiCrN涂层,在SRV Ⅳ磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,并与TiN直接涂层试样、盐浴渗氮试样进行比较。结果表明：直接涂层试样比盐浴渗氮试样具有更低的摩擦因数和更好的耐磨性;TiCN直接涂层耐磨性最好,其次为AlTiCrN直接涂层。盐浴渗氮试样、直接TiN涂层试样和直接TiCN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,而直接AlTiCrN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,同时也存在磨粒磨损。     

Y15钢表面TiCN和AlTiCrN涂层滑动摩擦试验研究

在易切削钢Y15试样表面直接涂层处理得到TiCN、AlTiCrN涂层,在SRV Ⅳ磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,并与TiN直接涂层试样、盐浴渗氮试样进行比较。结果表明:直接涂层试样比盐浴渗氮试样具有更低的摩擦因数和更好的耐磨性;TiCN直接涂层耐磨性最好,其次为AlTiCrN直接涂层。盐浴渗氮试样、直接TiN涂层试样和直接TiCN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,而直接AlTiCrN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,同时也存在磨粒磨损。     

镀层强度和耐磨性的提高

<正> 研究了TiC、TiN、Tic+TiCN+TiN和TiC+Al_2O_3涂层硬质合金BK6和10K8在车削和铣削45号钢和y8钢时的切削性能。结果表明,镀TiC+Al_2O_3和TiC+TiCN+TiN复合镀层的硬质合金(1255)具有最高的切削性能。对单层涂层切削性能低的原因进行分析后,确定了复合涂层形成时结构的优化途径。例如,在TiC涂层中,碳化物晶粒的尺寸沿厚度向表面增大,并可能超过基体硬质合金碳化物     

42CrMo钢离子渗氮层组织对冲击磨损性能的影响

采用调质态的42CrMo钢作为基材在530℃,在N2比例为3％和80％的两种氮氢混合气体中进行离子氮化,获得了两种具备不同化合物层的试样,化合物层分别是ε+γ'复合相以及γ'单相.并在基于能量控制的冲击磨损试验机上考察了不同离子渗氮工艺对42CrMo钢冲击磨损行为的影响.结果 表明:氮化试样的硬度更高,其冲击力峰值和冲击能量吸收率均低于42CrMo基材试样,离子氮化显著提高了42CrMo钢的抗冲击磨损性能.与γ'单相试样相比,ε+γ'复合相试样由于更高的硬度和更优良的冲击动力学响应,显示出更强的抗冲击磨损性能.42CrMo钢的冲击磨损机制为塑性变形、剥层磨损和氧化磨损,氮化试样的冲击磨损机制为疲劳剥落、轻微的磨粒磨损和氧化磨损,离子氮化显著减轻了42CrMo钢在冲击磨损中的剥落和氧化,γ单相试样磨痕的氧化程度还要轻于ε+γ'复合相试样.     

TiCN涂层硬质合金刀具铣削性能研究

采用Kistler三向压电铣削测力仪测试了刀具切削45钢过程中的切削力,利用超景深显微镜、扫描电镜和能谱仪观察分析刀具切削后的磨痕宽度、形貌和成分,获得了未涂层刀具HSS、TiN和TiCN涂层刀具的切削时间与磨痕宽度关系图,探讨了刀具的切削失效机理。采用XRD分析了涂层刀具铣削前的相结构,结果表明:TiN与TiCN涂层均表现为fcc-TiN相结构,TiCN具有明显的(111)择优取向,TiN择优取向不明显。切削试验表明:在磨痕宽度达到0.3mm时,TiCN涂层刀具的切削时间比TiN涂层刀具切削时间约长2.5倍,同时整个切削过程中TiCN比TiN具有更低的切削力。这可能是因为TiCN涂层比TiN涂层具有更高的硬度和耐磨性,并且切削过程中TiCN涂层中固溶的C能析出至晶界处,起到润滑作用,降低刀具与工件材料之间的摩擦,减小切削力,延长刀具使用寿命。SEM和EDS分析表明:TiN涂层刀具磨损失效机理为磨料磨损和粘着磨损,而TiCN涂层刀具失效以磨料磨损为主。     

离子镀TiCN和TiN工具涂层的微结构与切削性能

采用电弧离子镀技术在硬质合金铣刀和钻头上镀覆了TiCN和TiN涂层,研究并比较了两种涂层的微结构与力学性能,以及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiCN和TiN涂层同为单相的Na-Cl型结构,并都呈现(111)择优取向的柱状晶,TiCN涂层的硬度为34.6GPa,远高于TiN涂层25.1GPa的硬度。在高速铣削条件下,TiCN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约三分之一。TiCN涂层钻头在钻孔数为TiN涂层钻头两倍时的磨损量仍低于TiN涂层钻头。TiCN涂层的高硬度及在较高切削线速度下的减摩作用是这种涂层刀具寿命提高的重要原因。     

坚韧的TiCN刀具涂层

新一代的耐磨涂层TiCN是由多重涂层结合而成,总厚度为0.002mm,其硬度明显高于TiN涂层。而且TiCN涂层可以最大限度地防止磨料磨损并具有出色的热化学稳定性和卓越的润滑性。 Niagara Cutter公司根据四种不同类型(直径均为15.9mm)无涂层高速钢、TiN涂层高速钢、TiCN涂层高速钢和整体硬质合金的四槽端铣刀所进行的切削试验表明,这四种刀具材料铣刀所达到的切削速度分别为425、900、1200和1500r/min。试验工件材料为4140钢,零件硬度为HB275。还有一厂家将TiCN涂层刀具与高速钢刀的切削     

氮化物涂层对65Mn钢割灌机刀片摩擦磨损性能的影响

利用PVD多弧离子溅射在65Mn钢试样基体表面分别沉积TiN,TiAlN和AlCrN涂层,并进行纳米压痕试验和划痕试验,对比其表面硬度和膜-基结合强度,分别采用UMT-2摩擦磨损试验机在不同载荷(5N,10N,15N,20N)下对4种试样进行摩擦磨损试验,对比不同氮化物硬质涂层对65Mn钢割灌机刀片摩擦磨损性能的影响,分析其磨损机理。     

几种润滑油添加剂与等离子渗氮层的交互作用研究

研究等离子渗氮GCr15钢与GCr15钢基材在添加硫化异丁烯(SO)、磷酸三甲酚脂(TCP)、硫代磷酸胺盐(SPN)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的PAO润滑下的摩擦磨损性能.利用脉冲直流等离子渗氮炉对GCr15钢进行离子渗氮处理,采用X射线衍射(XRD)分析离子渗氮层的相组成,利用显微硬度计测量渗氮前后的表面硬度值,在四球摩擦磨损试验机上考察GCr15钢渗氮处理前后在添加SO、TCP、SPN、ZDDP的PAO润滑下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)分析其摩擦学作用机制.结果表明:离子渗氮处理明显提高了GCr15钢的表面硬度值和摩擦磨损性能;含硫、磷添加剂具有良好的减摩性能和抗磨性能,并能与渗氮层发生交互作用,尤其是TCP的效果最明显.     

稀土Y对H13钢表面TiN薄膜高温摩擦磨损性能的影响

利用离子镀技术,在H13钢基体上制备了TiN薄膜,并且添加稀土元素Y作为过渡层处理,进行TiN系列薄膜高温摩擦磨损性能的对比试验。结果表明,采取适当的镀膜工艺添加稀土元素Y后,TiN薄膜处理的试样的摩擦因数由0.163减小到0.129,磨损率也由0.88‰降低到0.09‰。试样表面的磨损形貌分析结果表明,TiN薄膜处理的试样表面有大片的粘着磨损破裂区和由磨粒磨损引起的较深犁沟;TiYN薄膜处理的试样则保持了较平顺的磨损表面,没有明显的粘着磨损破裂区和磨粒磨损形成的犁沟。稀土元素Y的加入,进一步改善了TiN薄膜的高温摩擦磨损性能,提高了H13热作模具的抗磨减摩效果。     

涂层钻头加工不锈钢磨损机理研究

研究了TiN、TiAlN、TiCN三种高速钢涂层专用麻花钻头钻削加工1Cr18NigTi奥氏体不锈钢时的刀具寿命以及刀具表面涂层的磨损特性。通过研究刀具寿命以及对刀具前刀面涂层磨损形态和元素成分的变化规律，揭示了三种涂层钻头的磨损机理。结果表明：在中低速、湿切削的情况下，TiCN涂层要优于TiAlN涂层，明显优于TiN涂层；TiCN涂层高速钢专用钻头较TiAlN、TiN涂层高速钢专用钻头更加适合不锈钢的钻削加工。研究结果对提高不锈钢钻削加工效率与加工质量具有重要意义。     

固溶处理后7055铝合金的摩擦磨损性能

对7055铝合金分别进行单级固溶、双级固溶和高温预析出等固溶处理,测量不同固溶处理后试样的硬度,以及采用不同目数砂纸打磨后试样的表面粗糙度。以GCr15钢球为对偶件,采用摩擦磨损试验机研究不同目数砂纸打磨后试样的摩擦学性能,采用扫描电镜对磨痕形貌进行分析,探讨7055铝合金的磨损机制。结果表明:双级固溶处理(240℃×2 h+480℃×2 h)得到的试样性能最好,其硬度最高,表面粗糙度值较低,摩擦因数最低;而高温预析出处理(480℃×2 h+240℃×2 h)得到的试样性能最差;固溶处理后试样硬度越大,摩擦因数越低,而表面粗糙度与摩擦因数呈现出非线性关系,表面粗糙度在0.35～0.5μm之间时试样的摩擦因数最低。表面粗糙度较高时,7055铝合金在干摩擦时主要发生黏着磨损、磨料磨损和表面疲劳磨损,表面粗糙度较低时,主要发生黏着磨损和疲劳磨损。     

刀具用的耐磨涂层

<正> 目前在刀具上涂复耐磨涂层的方法主要采用PVD法。所进行的试验表明,该方法除涂复TiN外,还能有效地涂复HfN、TiCN、ZrN、CrN和HfN+TiN、TiN+TiAlN、TiHfN和TiAlN多层涂层及其他涂层。在实现涂层方法     

硬质合金刀具表面磁控溅射TiN涂层的摩擦磨损性能研究

对硬质合金刀具进行磁控溅射离子镀TiN 处理,并将其与未镀层硬质合金刀具试样在相同的条件下进行滑动摩擦实验,比较其摩擦磨损性能并分析了磨损机制.结果表明,磁控溅射离子镀TiN涂层能使刀具获得高硬度层,有效降低刀具表面的摩擦因数,明显提高硬质合金刀具的耐磨性能.     

硬度对钢蜗轮副用材料微动磨损特性的影响

通过调整40CrNiMoA钢的热处理工艺参数获得了4种不同硬度的试样,在无润滑、室温条件下,在SRV Ⅳ微动磨损试验机上研究了硬度对40CrNiMoA钢-18Cr2Ni4WA钢摩擦副微动磨损量和摩擦因数的影响.结果表明:试验条件下,随着40CrNiMoA钢硬度的增加,其微动磨损体积减小,而较硬的18Cr2Ni4WA钢的微动磨损量变化趋势则与试样的位置等有关,但总存在一个硬度配对使得两摩擦副微动磨损体积相等;摩擦因数在40CrNiMoA钢为上试样时,随时间变化较平稳,波动较小;当40CrNiMoA钢为上试样时,其微动磨损机制主要为黏着磨损,而18Cr2Ni4WA钢的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

等离子体源渗氮奥氏体不锈钢的摩擦磨损行为

采用等离子体源渗氮技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行450℃×6h改性处理,通过干摩擦磨损试验对比研究了该不锈钢基体和表面改性层在不同载荷下与Si_3N_4陶瓷球摩擦副对磨时的摩擦磨损行为,观察了磨损形貌,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:等离子体源渗氮后,试验钢表面形成了厚度约17μm的单一面心立方结构的高氮γ_N相改性层,改性层中氮元素的原子分数为15%~20%,最大显微硬度约1 510HV0.01;与基体相比,在相同载荷下γN相改性层具有相当或更低的摩擦因数,且比磨损率均降低一个数量级以上,耐磨性能显著提高;基体的磨损机制主要为黏着磨损,而γN相改性层在较低载荷(2~4N)下的磨损机制主要为氧化磨损,在较高载荷(6~8N)下的主要为磨粒磨损。     

等离子体源渗氮2Cr13马氏体不锈钢的耐磨与耐腐蚀性能

对2Cr13马氏体不锈钢进行450℃×6h的等离子体源渗氮处理,对比研究了渗氮前后该钢表层的显微组织、物相组成以及耐磨和耐腐蚀性能。结果表明:渗氮后不锈钢表层形成了厚约18μm,由αN、ε-Fe3N和γ′-Fe4N组成的化合物层,以及组织明显细化的氮扩散层,氮原子渗透深度达20μm;渗氮后不锈钢的表面硬度高达1 350HV,摩擦因数低于未渗氮处理的,磨损机制由未渗氮处理的黏着磨损转变为氧化磨损,耐磨性能明显高于未渗氮处理的;在质量分数3.5%NaCl溶液中,未渗氮不锈钢的阳极极化曲线仅呈现活化溶解特征,渗氮后则呈现活化溶解、自钝化和点蚀击穿特征,且自腐蚀电位提高至-104mV,耐腐蚀性能显著提高。     

AlTiCrN-DLC涂层刀具对Inconel718高温合金的切削性能研究

针对B8W2-3型管螺纹车刀的工况,制备了AlTiCrN和AlTiCrN-DLC涂层,分析了复合涂层的膜层厚度、膜基结合力和摩擦磨损行为,并对涂层刀具的切削性能进行了研究,分析了DLC膜层对涂层刀具磨损状态的影响。研究表明:AlTiCrN-DLC涂层中AlTiCrN膜层厚度约为3.5μm,DLC膜层厚度约为2.5μm,其中DLC膜层为典型非晶态结构,AlTiCrN-DLC涂层压痕等级为HF3,低于AlTiCrN涂层,AlTiCrN涂层摩擦系数为0.54,AlTiCrN-DLC涂层摩擦系数为0.13,且无明显犁沟痕和大面积涂层脱落现象。在切削速度为50m/min、切削长度为0-60m时,AlTiCrN-DLC涂层可明显降低涂层刀具后刀面磨损量和粘结磨损,减少积屑瘤和微崩刃的产生。     

微润滑下涂层枪钻切削性能的试验研究

介绍微润滑条件下,涂层枪钻切削性能的试验研究。试验采用整体硬质合金枪钻,分别选用TiCN+TiN和TiAlN两种涂层,加工球墨铸铁曲轴的油孔。在MQL条件下考察其磨损、排屑现象,并评定工作寿命。试验表明:在相同的结构和工况下,未涂层枪钻仅能加工10个工件,涂层枪钻提高到50至60个。     

涂层高速钢组合拉刀拉削高强度合金钢的试验研究

研制了TiN和TiCN两种涂层高速钢精密组合拉刀。通过这两种涂层拉刀与未涂层拉刀的对比切削试验 ,研究了加工高强度合金钢内孔螺旋键槽时刀片的磨损性能及重磨前刀面对刀具切削性能和加工表面粗糙度的影响 ,并分析了提高涂层刀具寿命的机理