电火花表面强化技术研究与发展

电火花表面强化技术是先进的表面工程技术之一,具有节能、节材、环保等特点,已广泛应用于工模具和刀具的强化.介绍了电火花表面强化技术的特点、国内外工艺与技术的研究现状及最新进展,并提出了加快我国电火花表面强化技术研究及应用的建议,旨在进一步扩展该技术的应用领域.     

电火花表面强化与喷丸复合处理对Ti811合金高温微动疲劳性能的影响

研究了Ti811钛合金表面电火花强化层的界面成分分布、耐磨和微动疲劳性能.研究结果表明:以0Cr18Ni9合金为电极材料在Ti811钛合金表面进行电火花处理可以形成合金层,显著提高了钛合金表面硬度和耐磨性能.但由于合金层硬度高,韧性较低,在微动疲劳(FF)过程中易萌生裂纹并快速扩展进入基体,致使高温下钛合金FF抗力降低.对电火花强化层进行喷丸强化(SP)后处理能够使钛合金FF抗力恢复到裸件的水平.     

粉末钛合金的表面强化技术

低硬度和低耐磨性限制了钛合金尤其是粉末钛合金的实际应用.表面强化技术是提高粉末铁合金表面性能的有效手段之一.综述了近年来为提高钛合金表面硬度和耐磨性而采用的典型的表面强化技术,如激光表面改性、激光熔覆涂层、微孤氧化、离子注入、双层辉光离子渗和高频感应处理等.讨论了每种工艺方法的特点及其所获得表面强化层的结构和性能.最近,乌克兰国家科学院提出氮环境下钛合全的淬水技术,为钛合金表面强化提出了一个新的发展方向.     

电火花沉积表面技术研究的最新进展

电火花沉积是一种具有独特技术优势的新兴材料表面技术,在表面耐磨损、耐腐蚀抗氧化、表面修复与改性等方面具有广阔的应用前景,不仅应用于工具、模具与刃具、矿山、冶金、汽车、医用器材等一般工业领域,还可以应用于核反应堆、直升机和战机引擎等高端零件.开发推广这一技术具有显著的意义.介绍了电火花表面技术的特点、国内外工艺与技术的研究现状及最新进展,以引起国内外同行对这一新技术的重视,并提出了加快我国电火花表面技术研究及应用的建议.     

钛合金激光熔覆的研究现状与发展趋势

钛合金具有高比强、良好的耐蚀性能等优点,但其耐磨性差,限制了它在摩擦机构的应用.激光熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面改性工艺.在钛合金表面进行激光熔覆,可提高钛合金的表面性能,获得高硬度、耐磨性能好、低摩擦系数的熔覆层.简要阐述了钛合金表面激光熔覆的研究现状,包括激光熔覆工艺、熔覆层的组织与性能,指出了存在的问题,并展望了钛合金激光熔覆的发展方向.     

TC4钛合金电火花沉积反应合成Ti(CN)涂层

利用自制的电火花沉积充气密闭式保护装置和DZ-1400型电火花沉积机,以石墨为电极,以工业氮气为保护气和反应气,在TC4钛合金基体上制备Ti(CN)强化层.利用SEM分析了沉积层单沉积点表面形貌和组织结构,利用XRD测定了涂层物相组成,利用XPS分析了沉积层表面元素组成,利用SEM和AES分析了沉积层截面形貌、结合状态和元素组成.结果表明,沉积层是反应涂层,强化相由电极元素C、保护气体元素N和基体元素Ti反应生成,沉积层主要由TiC0.51N0.12相、Ti0.80V0.20相和C相组成,沉积层与基体结合致密,呈冶金结合.     

铝合金基材表面耐磨性能强化研究现状

铝合金材料具有密度低、强度高、易加工等优点,已被广泛应用于汽车和航空航天等领域。为了延长铝合金零件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命,目前开发了众多先进的表面工程技术,实现了对铝合金基体的性能强化。基于此,本文综述了等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光重熔、氩弧重熔、冷喷涂、电火花沉积、激光熔覆、微弧氧化等九种表面技术对铝合金处理以强化耐磨性能的研究工作。大量研究发现,这些表面技术均在一定程度上提高了铝合金基体的耐磨性能。例如,等离子喷涂涂层可有效减轻高温条件下基体的磨损;重熔技术制备的涂层比喷涂涂层具有更高硬度和更优异的耐磨性能;采用硬质颗粒的冷喷涂技术制备的涂层具有显著提高的显微硬度;电火花沉积技术制备的沉积层内部均匀分布着高强度枝蔓状的Si相,能够极大地减小基体的摩擦系数。同时,本文总结了以上技术的优缺点及适用范围。例如,热喷涂效率高但易造成热应力集中,导致涂层与基体之间的结合强度降低;氩弧重熔在低熔点和易蒸发的金属和合金上重熔困难;激光重熔可消除大部分孔隙及夹杂的氧化物,但设备成本较高。最后,本文从采用多种技术复合处理、优化涂层工艺参数、加强新技术研发等方面,对未来铝合金基材表面耐...     

钛及钛合金表面强化技术

介绍了钛及钛合金的表面强化处理技术,综合评述了钛及钛合金表面氮化、渗碳和激光熔覆技术的发展现状.根据目前的研究趋势指出:今后对钛及钛合金表面强化处理技术,应结合各种工艺技术的特点制备多层复合涂层,以及涂层+渗层的思想进行研究.作者认为,降低表面改性层处理成本,使表面处理工艺更加简单,同时综合多种表面处理技术的优点,提高表面改性层的综合性能是钛及钛合金表面强化技术今后的研究方向.     

医用钛及钛合金表面改性技术的研究进展

随着现代医学和材料科学的快速发展,植介入治疗技术在临床的应用越来越广泛。作为植入医疗器械的重要材料,医用钛及钛合金已广泛应用于骨科、口腔科等临床医学领域。然而,钛元素活泼的化学特点使得医用钛及钛合金的表面极易形成一层惰性的钝化膜,虽然具有优异的耐蚀性能,但是其表面不具有生物活性,从而影响了植入器械与软硬组织的结合。此外,医用钛及钛合金作为关节器械,其在体液环境下的摩擦磨损性能不佳,磨损情况下的腐蚀也不理想,因此亟需有效的改性技术来改善医用钛及钛合金的表面性能。基于此,本文针对近期开展的医用钛及钛合金表面改性技术研究,综述了物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入、激光熔覆、溶胶-凝胶合成等表面改性手段在改善医用钛及钛合金表面性能的研究现状,并对医用钛及钛合金表面改性技术的研究进行了展望。     

钛合金表面阴极微弧电沉积Al2O3-SiC复合涂层

通过高温烧结法在TC4钛合金表面制备了起弧阻挡层,然后采用阴极微弧电沉积工艺在TC4钛合金表面制备了Al2O3-SiC复合陶瓷涂层,重点研究了复合陶瓷涂层的制备工艺及影响因素,并采用扫描电镜、能谱仪等观测了起弧阻挡层及复合陶瓷涂层的表面微观形貌及成分组成。结果表明,阴极微弧电沉积技术能够在钛合金表面制备出Al2O3-SiC复合涂层,且起弧阻挡层至关重要,为起弧必备条件,SiC在Al2O3基体中的分散性较好,涂层较厚且分布均匀。