干摩擦及水润滑下氧化铬陶瓷薄膜的摩擦学性能

采用UMT摩擦学测试系统考察了氧化铬陶瓷薄膜/Si3N4摩擦副在干摩擦和水润滑下的摩擦学性能,通过对磨损表面形貌和磨痕表面的X射线能谱及二次离子质谱分析,探讨了其磨损机理.结果表明:水润滑可以有效地降低氧化铬陶瓷薄膜的摩擦系数和磨损率,主要原因是水引起主导磨损机制发生变化.水润滑情况下磨损表面生成了氢氧化铬的保护膜,磨损机制也由干摩擦时的粘着磨损转变为摩擦化学磨损和磨粒磨损.     

干摩擦及水润滑下氧化铬陶瓷薄膜的摩擦学性能

采用UMT摩擦学测试系统考察了氧化铬陶瓷薄膜/Si3N4摩擦副在干摩擦和水润滑下的摩擦学性能,通过对磨损表面形貌和磨痕表面的X射线能谱及二次离子质谱分析,探讨了其磨损机理.结果表明:水润滑可以有效地降低氧化铬陶瓷薄膜的摩擦系数和磨损率,主要原因是水引起主导磨损机制发生变化.水润滑情况下磨损表面生成了氢氧化铬的保护膜,磨损机制也由干摩擦时的粘着磨损转变为摩擦化学磨损和磨粒磨损.     

Si3N4基陶瓷模具性能研究

采用热压烧结法制备了热挤压模具用Si3N4陶瓷和Si3N4+Ti(C N)陶瓷,并利用SEM、TEM、急冷-强度法等手段研究了其力学性能、显微组织、抗热震性能及摩擦磨损性能。实验结果表明:Si3N4陶瓷具有较Si3N4+Ti(C N)陶瓷优异的力学性能和抗热震性能,其最大抗弯强度和断裂韧性分别达到1 130 MPa、12 MPa.m1/2,抗热震临界温差为750 K;两种材料在摩擦磨损过程中的主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损;Si3N4陶瓷的摩擦系数在0.39～0.67之间,Si3N4+Ti(C N)陶瓷的摩擦系数在0.61～0.81之间(在100 N,60 min条件下能达到0.81);而两者的磨损率均在10-10mm3/(N.m)数量级上,相同条件下Si3N4+Ti(C N)陶瓷的磨损率较小。     

煤矿大型高锰钢托轮的新型刀具切削试验研究

采用新型复合SiC，Si3N4和TiN涂层硬质合金刀具对高锰钢进行了切削加工对比研究.试验条件为进给量0.3 mm/r，切削速度为0.5 mm，干切.测量了切削温度、后刀面磨损量与切削时间或切削速度的关系曲线，以及刀具前后刀面的显微磨损、破损形貌和化学变化.试验表明，复合SiC是切削高锰钢较理想的刀具，在切削效率和经济效益上均优于TiN涂层硬质合金和复合Si3N4刀具；高锰钢在脆化温度范围内（400～800 ℃）极易导致TiN涂层硬质合金和复合Si3N4脆性破裂，而复合SiC在此时仅发生机械磨损；在切削温度高于高锰钢的脆化温度时，复合SiC和复合Si3N4都会发生扩散磨损.     

载荷影响MoSi2材料磨损特性的研究

在M-200型摩擦磨损试验机上,评价了载荷对金属间化合物MoSi2/45钢在干摩擦状态下磨损特性的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了磨损表面形貌,并利用微探针和X射线衍射仪分别分析了磨损表面微区成分和磨屑成分。结果表明:载荷明显影响MoSi2材料的磨损特性,随着载荷的变化,磨屑成分有所不同,磨损机理主要从脆性断裂和微切削、氧化疲劳磨损转变为粘着磨损。     

拜耳法赤泥低钙烧结提铝反应机理研究

本试验采用低钙烧结法从拜耳法赤泥中提取氧化铝,在钙比为1.0的情况下,考察配料碱比、烧结温度和烧结时间对熟料中氧化铝溶出的影响。结果表明,在碱比为1.1、烧结温度为1 150℃、烧结时间为1.5 h的条件下,熟料中氧化铝溶出率可达到86.07%。利用热重-差热(TG-DTG)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了拜耳法赤泥低钙烧结反应机理。结果表明,700℃时,水钙铝榴石、高岭石转变为Na_(2-x)Al_(2-x)Si_xO_4;750℃时,Na2Ca Si O4开始出现;800℃时,钙霞石消失;随着烧结温度的升高,Na_(2-x)Al_(2-x)Si_xO_4在Ca和Na的作用下逐渐向Na Al O_2转变,至1 200℃,完全转化为Na Al O_2,同时生成Na2Ca Si O_4。     

超音速火焰喷涂金属陶瓷复合涂层的耐磨性能研究

为改善深部钻具关键易损构件的耐磨性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:利用HVOF技术制备的WC-10Co4Cr涂层具有致密的微观结构和优异的力学性能,其孔隙率为1.3±0.1%,显微硬度为1392±45 HV_(0.3),断裂韧性为7.11±0.10 MPa·m~(1/2);与35CrMo钢基体相比,涂层具有更加优异的耐磨损性能,并且随着滑动速度的增加,WC-10Co4Cr涂层的摩擦系数下降、磨损率增大;WC-10Co4Cr涂层的磨损失效机制主要包括磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。     

H13钢低温离子氮化组织与性能的研究

采用空心阴极辅助离子渗氮设备对H13模具钢分别进行了纯氮气以及氮氢混合气的低温离子渗氮,用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及3D形貌仪,对样品组织与形貌进行表征,用显微硬度计、CSM纳米压痕仪、洛氏硬度计及球盘式摩擦磨损仪,对样品的机械性能进行表征.研究结果表明:氢气在渗氮过程中起到很好的还原作用且能增加表面的活性点密度,渗氮后样品表面抵抗塑性变形的能力增强并优于反应气体为纯氮气的.在10 N载荷下渗氮钢的磨损形式主要为粘着磨损与氧化磨损,同时伴随着轻微的磨粒磨损,低温渗氮后模具钢的耐磨性提升了12~14倍.     

掺杂银对超音速火焰喷涂NiCr/Cr3C2-BaF2·CaF2涂层的影响

以机械混合方法制备的NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2-Ag复合粉末为喷涂粉末,采用超音速火焰喷涂技术制备NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2-Ag自润滑复合涂层.利用XRD研究了涂层的相组成和晶体结构,利用SEM对其微观形貌进行了表征.使用显微硬度计和万能试验机分别对涂层的硬度和结合强度进行评估,并采用球-盘式高温摩擦磨损试验机检测涂层在25～800℃范围内的摩擦磨损性能.结果表明:金属Ag的掺杂仅略微降低了涂层的硬度和结合强度,且涂层在25～800℃范围内表现出良好的摩擦磨损性能;Ag的塑性使得涂层在25～350℃温度范围内具有良好润滑性;温度达到500℃及以上时,磨痕表面反应产生的AgCrO_2和BaCrO_4对涂层的耐磨、减摩发挥着重要作用.     

MoSi2/CrWMn钢干摩擦磨损特性及磨损机理的研究

研究了干摩擦条件下MoSi2与CrWWn钢对摩时的摩擦磨损特性，通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪观察与分析了试样表面的磨损形貌以及磨损的物相组成，并讨论了其磨损机理，结果表明，MoSi2材料的磨损机理依载荷变化而变化，低载荷（30～50N）作用下，其主要磨损机理为疲劳磨损，较高载荷（80～150N）作用时，又转化成为粘着磨损为主。     

PCBN刀具材料的性能及切削20CrMnTi合金钢试验研究

以CBN为原料、TiCN和Al为结合剂, 在1550 ℃、5.5 GPa高温高压条件下合成了不同CBN含量的PCBN刀具材料。对PCBN刀具材料进行了显微结构观察、力学性能(磨耗比、硬度)以及高速精密切削20CrMnTi合金钢的切削性能检测。结果表明, PCBN刀具材料的结合剂均匀分布在CBN颗粒周围, 致密性良好;PCBN刀具材料的硬度、磨耗比与CBN含量成正比, CBN含量70%时, PCBN的硬度和磨耗比均最大, 分别为32.97 GPa和7400;高CBN含量的PCBN刀具使用寿命更长。切削试验结果表明, PCBN刀具高速切削20CrMnTi合金钢时的磨损是黏结磨损、氧化磨损、扩散磨损以及局部剥落等各种磨损机制综合作用的结果。     

铜锰铝合金在不同腐蚀介质中的摩擦磨损性能

用304不锈钢球和氧化铝球做对偶件,研究了铜锰铝合金在H2SO4、NaCl和NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明,以不锈钢球为对偶件时,在H2SO4溶液中合金产生了严重的黏着磨损,摩擦因数大;在NaCl溶液中合金磨损表面产生氯脆,导致表层材料脆性剥落;在N aO H溶液中合金发生了溶解和氧化反应,磨损机制为腐蚀+磨粒...     

WC-B-Al2O3作结合剂的聚晶立方氮化硼复合材料性能研究

以CBN、WC、B、Al₂O₃等高纯度粉末为原料,在高温高压下合成了聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料,研究了不同烧结温度合成的PCBN复合材料的微观形貌、物相和力学性能。结果显示,在超高压6 GPa、温度1200~1500 ℃、合成时间700 s条件下,合成的PCBN组织主要由BN、WB₂和WB相组成。1500 ℃烧结时,PCBN综合力学性能较好,气孔率1.05%、抗弯强度789 MPa、显微硬度36.5 GPa、磨耗比9810。     

深冷处理对制砖模具芯杆组织与性能的影响

为探究深冷处理对制砖模具芯杆使用寿命的影响, 采用不同的深冷工艺对制砖模具芯杆(65Mn)进行了深冷处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度测试机及摩擦试验机对深冷前后芯杆微观组织结构、硬度与耐磨性进行了观察与测试。结果表明;采用合适的深冷工艺可有效提高芯杆的硬度和耐磨性。其中两次-180 ℃深冷处理2 h、200 ℃回火后效果最为明显, 芯杆残留奥氏体含量降幅达到24.5%, 硬度提高5.7HRC, 摩擦因数下降55.2%。深冷过程中板条状马氏体转变为孪晶马氏体, 且马氏体和托氏体组织会得到进一步细化, 组织中有碳化物析出。     

新型高效黏结剂铁精矿氧化球团试验

应用已研发的QTJ黏结剂取代膨润土制备磁铁精矿氧化球团,获得了优质的氧化球团,满足了高炉对冶炼炉料的苛刻要求。研究结果表明：当QTJ用量为0.5%时,可获得生球抗压强度大于18 N/个,爆裂温度大于650 ℃的优质生球;在预热温度为1 000 ℃、预热时间为10 min、焙烧温度为1 250 ℃、焙烧时间为12 min的条件下,获得优质的预热球抗压强度大于480 N/个,焙烧球抗压强度大于2 800 N/个;与添加2%膨润土球团矿相比较,成品球抗压强度低一些,但生球爆裂温度升高;两种黏结剂球团的还原性能基本接近,因而QTJ黏结剂完全能取代膨润土,且在氧化球团生产中具有良好的应用前景。     

热镀锌烘烤硬化钢板合金化退火过程中镀层表面合金相形成过程的研究

对热镀锌烘烤硬化钢板进行了合金化处理, 用扫描电镜观察合金化镀层表面的组织形貌, 并用X射线衍射仪分析了镀锌层的表面相组成, 对所研究的结果用相图计算进行了解释。研究表明, 450 ℃时在合金化退火开始时间段镀层为η相, 20 s左右部分ζ相长至镀层表面, 30 s后表面主要为ζ相, 随着退火时间的延长到300 s镀层大部分为δ相, 不再发生相变, 合金化结束; 500 ℃时合金化过程基本与450 ℃一致, 但退火3 s后表面就已出现少量的ζ相, 而9 s后表面基本由δ相和ζ相混合组成, 退火时间达到20 s后表面已完全为δ相; 550 ℃时退化3 s后表面出现少量的δ相, 到9 s后镀层几乎全部由δ相组成。