瞬态电能强化40CrNiMoA钢表面的组织和性能

采用自制SQ-2型瞬态电能表面强化设备,以石墨、CrWMn钢、YG-8硬质合金和Cr12MoV钢为电极,对40CrNiMoA钢进行瞬态电能表面强化.分析了强化层的组织、硬度、相组成和耐磨性.结果表明,石墨和Cr12MoV电极瞬态电能强化40CrNiMoA钢表层后,形成的过渡层较宽,而由CrWMn和YG-8电极强化后的过渡层较窄.Cr12MoV和CrWMn电极强化40CrNiMoA钢后,强化层都是由Fe相、Fe1.88 C0.12及FeN0.0324组成,但是Cr12MoV电极的强化层中氮化物和碳化物的含量较CrWMn电极强化后的多.由石墨和Cr12MoV电极所获得的强化层,其耐磨性比未处理试样提高了5倍以上,而且硬度提高的深度比CrWMn和YG-8电极强化后的大.     

AZ91及AZ91-Y合金复合干摩擦性能的对比

为了探究AZ91镁合金的复合干摩擦行为,以未淬火45钢为摩擦副,在不同载荷下(100,200,300 N),开展AZ91及Y含量为1.0%(质量分数)合金的复合干摩擦实验。采用OM,XRD,SEM等观察合金的磨损形貌并分析磨损机理。结果表明:增加法向载荷,两试样复合磨损率线性增加但摩擦因数却逐渐减小;Al 2Y硬质颗粒可细化晶粒、弱化相界面开裂倾向以提高AZ91-Y合金耐磨性。100,300 N法向载荷下,AZ91-Y合金主要磨损机制分别为磨粒磨损和剥离磨损,与基体(AZ91)一致,其磨损率分别降低了21.7%和5.9%。     

不同载荷下TD处理制备VC改性层的摩擦磨损行为

通过TD(热扩散)处理方法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了一层VC改性层,利用SEM,EDS,XRD和划痕法等手段对改性层组织形貌,成分和结合强度进行了表征,并与GCr15钢柱对磨进行了干摩擦滑动磨损实验,研究其在不同载荷下摩擦性能和往复磨损特性。结果表明:改性层是由VC相组成,其界面结合方式为冶金结合,划痕法测得改性层平均结合强度为51.2N;稳态摩擦因数随着载荷的增加而增大,合理的载荷减小摩擦因数和磨损量,往复磨损机制主要为磨粒磨损;VC改性层能够显著提高Cr12MoV钢的表面硬度和承载能力,可以显著改善其耐磨性能,VC改性层高硬度和结合强度是提高耐磨性的主要机制。     

AZ80A、ZK60A和ME20M镁合金干摩擦学性能研究

镁合金被广泛应用于航空航天、汽车及军事等领域,但其摩擦学性能对零部件的服役寿命和可靠性具有重大影响.本研究采用往复式球-盘摩擦方式,通过与GCr15钢球配副,研究干摩擦条件下AZ80A、ZK60A和ME20M镁合金在不同滑动速度和载荷条件下的摩擦磨损行为.采用扫描电子显微镜和能谱仪分析镁合金的显微结构及磨损机理.结果表明:当滑动速度超过0.10 m/s时,随着速度的增加,合金的摩擦系数逐渐降低,而磨损率则先减小后增大,其原因在于摩擦热的作用导致摩擦表面形成了氧化物,同时材料表面软化,剪切力降低,使摩擦系数和磨损率不断减小;当滑动速度增加到0.20 m/s时,摩擦表面温度升高,金属软化导致磨损表面金属氧化物剥落,增大了合金的磨损率.随着载荷的增加,合金的摩擦系数和磨损率持续降低.干摩擦条件下镁合金的磨损机理逐渐由磨粒磨损和塑性变形转变为磨粒磨损、氧化磨损、粘着磨损和塑性变形.与ZK60A和ME20M相比,AZ80A镁合金表现出较好的摩擦学性能,这归因于合金的高硬度、β-Mg17 Al12硬质相的支撑作用以及摩擦过程中形成的氧化物.     

不同温度下Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦学特性研究

使用THT07-135高温磨损实验机对不同温度下高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行滑动摩擦特性研究.运用扫描电镜及能谱仪对磨痕的形貌和不同区域的成分进行观察测试,运用透射电镜对涂层内部硬质相的存在状态进行观察分析.结果表明:高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层具有良好的抗摩擦磨损性能,随着滑动距离的增...     

激光淬火后Cr12MoV渗铬层的摩擦与磨损性能EI北大核心CSCD

利用激光对Cr12MoV冷作模具钢盐浴渗铬后进行表面激光淬火处理,通过SEM扫描电镜和X射线衍射仪分析渗铬层组织结构和物相组成,考察渗铬层摩擦因数与磨损性能,对磨损机理进行讨论。结果表明:渗铬层厚度约为20μm,Cr含量呈梯度分布,在渗铬层中形成富集层;渗铬层物相由CrC_3,CrC_2,(Fe,Cr)_2C_3和Cr组成,经渗铬+激光淬火后渗铬层表面形成致密Cr_2O_3膜;渗铬层-基体为冶金+机械结合方式,经渗铬+激光淬火后冶金结合能力增强;用SiC陶瓷球为对磨件进行干摩擦磨损实验,经渗铬+激光淬火后渗铬层平均摩擦因数为0.5795,比原始状态和渗铬处理分别降低了40.9%和19.2%,减少了黏着磨损,磨损形式为磨料磨损,淬硬层和硬质相是提高磨损性能的主要机制。     

高速钢低温熔融渗硫活化促渗机理研究

为进一步探讨稀土催化低温渗硫工艺的可行性及应用价值,研究了高速钢(W6Mo5Cr4V2)表面低温熔融渗硫工艺,并分析了渗硫层的显微组织形貌及干摩擦条件下的摩擦磨损性能.结果表明,只有在渗硫前对试块进行活化处理才能获得较为理想的渗硫层.并且,经过渗硫处理的W6试块在与Cr12磨环对磨时,减磨效果明显.基于活化处理对试样表面状态及渗硫效果的影响,提出了"活化促渗通道"模型.     

氮离子注入浓度对弹条钢基体Cr/CrSiN复合涂层的摩擦学性能影响研究

在轨道用扣件弹条钢(60Si2Cr)上注入不同浓度的氮离子,用电弧离子镀技术沉积了Cr过渡层,并在其上制备了CrSiN/Cr复合涂层。在UMT-3多功能摩擦磨损机上对复合层进行了法向载荷为20N的摩擦磨损实验,探讨了经不同氮离子注入浓度后Cr/CrSiN复合涂层摩擦磨损行为和损伤机理,研究发现,经氮离子注入后,复合涂层表面硬度明显的增加,随着离子注入浓度的升高涂层的耐磨性逐渐提高,其磨损机制主要为剥落和磨粒磨损。     

火焰喷涂镍基复合涂层的干摩擦磨损性能

针对轴套表面耐磨强化需求,为了进一步提高镍基涂层的耐磨性,采用火焰喷涂技术在球磨铸铁表面制备了含不同耐磨添加剂[SiC,WS2,六方BN(h-BN),立方BN(c-Bn),石墨,铜粉]的镍基复合涂层。利用盘-销式磨损试验机测试了基体与复合涂层的干摩擦磨损性能,采用数码显微镜观察了复合涂层表面磨损形貌,并讨论了磨损机制。结果表明:在高载荷下,基体磨损严重,填充耐磨添加剂后,镍基复合涂层在高载荷下显示出较优的耐磨性能;载荷为20~100 N时,涂层磨损量随添加剂类型和添加量显著变化;50 N载荷下,含8%Cu,c-BN的镍基复合涂层的耐磨性能较其他复合涂层的更优,其中含c-BN镍基复合涂层的磨损量仅为0.003 9 mg/(N·m);100 N载荷下,含5%WS2,Cu,h-BN的镍基复合涂层的耐磨性较其他复合涂层的更优;基体的磨损机制主要为疲劳和黏着磨损,镍基复合涂层表现出一定的塑性变形,主要为疲劳磨损。     

具有纳米调制结构的AlTiN/AlCrN复合涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能研究

目的 研究干摩擦条件下不同AlTiN/AlCrN多层膜纳米调制结构对摩擦磨损行为的影响。方法 将处理过的合金工具钢和单晶硅片作为膜层生长的基底材料,在膜层制备之前,先对基底材料进行预处理,然后使用多靶磁控溅射纳米膜层系统沉积一系列不同调制周期和调制比的AlTiN/AlCrN纳米多层膜。通过控制涂层总厚度不变,在调制比为1︰1时,设计不同的调制周期,择优选出磨损量最小、耐磨性最好的调制周期,并以此为恒定值,进而设计不同调制比的试样。采用X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机分析与表征纳米多层膜的微观结构和性能,研究调制周期和调制比对AlTiN/AlCrN纳米多层膜微观结构和干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响。结果 AlTiN/AlCrN纳米多层膜主体均为面心立方结构,且在(111)、(200)和(220)晶面择优取向。调制结构对多层膜的磨损特性影响较大,当调制周期为14.4 nm时,在干摩擦条件下AlTiN/AlCrN纳米多层膜的摩擦磨损量最小;在调制周期恒定为14.4 nm情况下,当调制比为3︰1时,在干摩擦条件下AlTiN/AlCrN纳米多层膜的耐磨性能最好;AlTiN/AlCrN纳米多层膜的磨损机理主要以磨粒磨损和黏附磨损为主。结论 优化的AlTiN/AlCrN多层膜纳米调制结构技术可应用在切削刀具的表面再制造领域,从而延长刀具工作寿命,通过涂层良好的耐磨性能提升设备的加工效率。     

不同表面状态的32Cr2MoV的滑动摩擦试验比较

对复合镀膜处理的32Cr2MoV、离子氮化的32Cr2MoV和离子氮化后机械抛光的32Cr2MoV进行了滑动摩擦试验,并对比分析了三者的组织和显微硬度.结果表明,3种试样表面都呈现磨粒磨损的特征.在3种处理当中,复合镀膜的32Cr2MoV表面粗糙度比镀膜前高,但是表层0.2mm范围内镀膜后的显微硬度最高,摩擦力、摩擦系数、磨痕宽度、磨损量较离子氮化试样和离子氮化后抛光试样低,磨痕较浅,耐磨性最好.从观察结果还发现,离子氮化试样经过表面抛光后虽然表层硬度下降,但是其粗糙度远远低于抛光前,弥补了硬度下降对耐磨性的不利影响,使得其耐磨性有所提高.     

MoS2与石墨对聚四氟蜡粘接涂层摩擦学性能的影响

利用MHK-500型环块摩擦磨损试验机分别考察了M oS2与石墨对聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜和光学显微镜观察分析了涂层磨损表面和偶件上转移膜的分布情况。研究表明,M oS2与石墨的加入使聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的耐磨性提高,但对摩擦系数影响较小,并且添加M oS2的聚四氟蜡粘接涂层的耐磨性要优于添加石墨的聚四氟蜡粘接涂层。同时,负荷和速度对添加M oS2与石墨的聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的摩擦磨损性能有很大影响。在高负荷中速条件下复合涂层具有较好的耐磨性能。     

稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的滑动磨损性能

研究了不同玻璃纤维表面处理对PTFE复合材料在干摩擦条件下滑动磨损性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损机理。结果表明:在干摩擦条件下,经表面处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度比未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的低,且减磨性能优于未经处理的;而稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度最低,减磨性能最好;未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料和偶联剂处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料都发生了剧烈的粘着转移;偶联剂与稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的磨损机理主要是明显的磨粒磨损;稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的磨损形式主要是粘着转移和轻微的磨粒磨损。     

铝合金表面激光熔敷铜基复合材料涂层的工艺和组织

在ＺＬ１０４铝合金表面激光熔敷铜基混合粉末（ｗ（Ｂ）／％：２０Ｎｉ,８．０Ｃｏ５．０Ｆｅ,６．８Ｍｏ,１．５Ｃｒ,３．５Ｓｉ,０．２ＲＥ,其余为Ｃｕ）,制备了高硬度铜基复合材料涂层。研究发现,熔敷层稀释率随光宽度和扫描速度增大而减小,随激光束产大而显著增大;     

Design of Polymer Coatings in Automotive Engines

Driven by economical and ecological reasons, thermoplastics based coatings were more and more used in automotive engines. Two design concepts, flame spraying and serigraphy PEEK coatings on light metal substrate, were introduced in this paper. The friction and wear behavior of PEEK based coatings were investigated systematically. Coatings with different crystallinities can be obtained when cooling speed is controlled. Among three sprayed coatings considered with different crystallinities, the one with highest crystallinity exhibits best friction and wear behavior under dry sliding condition. Under lubricated sliding condition, however, the amorphous coating gives lower friction coefficient. The micron particles such as SiC,MoS2 and graphite in composite coatings can improve significantly the coating wear resistance and have a impact on coating friction behavior.     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能.     

SDC99钢盐浴碳化钒覆层生长动力学及其摩擦磨损性能的研究

本文研究了SDC99钢TD法盐浴渗钒在不同温度,不同时间下的覆层厚度,建立了覆层生长动力学模型,并以Cr12MoV和T10钢作为对比试样,表明基体中的固溶碳含量控制覆层厚度及生长速率.覆层的力学性能测试结果显示,经TD渗钒后材料表层的硬度超过24 GPa,较渗钒前提高了约4倍,且耐磨损性能得到大幅度提高.     

CoCuFeNiTi高熵合金涂层的制备和性能研究

采用激光熔覆技术在40 Cr钢基材表面制备CoCuFeNiTi高熵合金涂层,使用SEM、XRD和EDS等手段分析涂层的显微组织和相组成,研究了涂层的制备工艺、显微硬度、耐磨损和耐腐蚀性能。结果表明：在激光功率为700 W、扫描速度为6 mm/s条件下制备的CoCuFeNiTi高熵合金涂层表面质量较好,涂层与基体之间形成了良好的冶金结合;这种涂层由FCC相、少量的Cu₄Ti相和微纳级富Cu析出相构成,具有典型的树枝晶显微组织,Cu元素在枝晶间偏聚并形成微纳级富Cu析出相;涂层的显微硬度约为438.83HV,是基体的1.7倍;涂层的磨损质量损失约为基体的1/2,表明这种涂层具有更高的耐磨损性能。涂层的磨损,以黏着磨损为主伴有一定程度的磨粒磨损;这种涂层在pH=4的酸性溶液和3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均优于基体。