不同加工工艺材料表面电子束改性粗糙度分析

针对工件表面的粗糙度对其使用起着至关重要的影响,对40Cr材料进行电子束正交实验并检测其粗糙度.结果表明:电子束参数对材料表面的粗糙度影响较大,参数不同,材料表面的粗糙度有可能升高或者降低.对原始表面低粗糙度试样进行电子束试验,表面粗糙度值随照射次数增加不断升高;对原始表面高粗糙度试样进行试验,表面粗糙度值随照射次数增加处于下降趋势.分析表明:电子束处理对材料表面形貌具有消除划痕和产生熔坑两方面的影响,电子束处理材料表面粗糙度的变化是以上两个过程综合作用的结果.     

电子束改性40Cr材料表面微动摩擦磨损性能分析*

利用强流脉冲电子束技术对齿轮常用材料40Cr进行表面改性,利用光学显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、显微硬度仪和摩擦摩损仪对比分析40Cr材料表面电子束改性前后的材料表面形貌、组织和力学性能及其对摩擦磨损性能的影响。结果表明:40Cr材料经电子束处理后,表面粗糙度增加,截面硬度在表层1mm内增加,材料表层组织结构由于重熔快冷发生变化而产生残余奥氏体,硬度和组织的变化都起到改善材料微摩擦磨损性能的作用。电子束改性样品摩擦因数在实验初期相对稳定,随着摩擦磨损试验的进行,摩擦因数急剧升高并接近于电子束改性前的样品。微动摩擦性能得到提高,磨损量相当于改性前的26.4%,降低近4倍。     

40Cr表面涂覆Cr层后电子束重熔工艺分析

针对40Cr需要提高表面性能的需求,采用磁控溅射对40Cr表面涂覆Cr层,利用电子束对涂层表面进行照射重熔。通过扫描电镜、XRD衍射仪、硬度测量仪等观察分析不同电子束工艺参数处理后的表面形貌、界面组织、元素扩散情况,并检测表面硬度。结果表明:40Cr表面涂覆Cr层后经电子束工艺处理,表面形成大量的熔坑并伴有较清晰的"褶皱"形貌,适当的照射电压、次数能使涂层与基体发生重熔并伴有明显的元素扩散,重熔工艺会使材料表层晶粒细化,在较小脉冲次数的工艺参数下,涂层表层会有新物相产生,随照射次数增加,材料表面硬度提高。     

强流脉冲电子束对TC4钛合金表面形貌的影响

采用强流脉冲电子束对TC4钛合金表面进行处理,研究了电子束处理后TC4钛合金的表面形貌、表面粗糙度变化。结果表明,电子束处理对表面粗糙度的影响与预处理试样表面状态有关:当预处理试样表面粗糙度大于0.031μm时,电子束处理后其粗糙度降低,在该条件下表面层的缺陷较多,表面熔化占主导作用;当预处理试样表面粗糙度为0.031μm时,电子束处理后粗糙度增大,此时表面熔坑形成占主导作用。因此电子束处理有增加或减小粗糙度的双重特性,这取决于表面熔化和熔坑形成两种机制的强弱状态。当预处理试样的粗糙度大于0.468μm时,由于电子束处理过程中的热力耦合过程,处理后表层极易形成裂纹。     

强流脉冲电子束对50BA钢显微形貌的影响

采用不同脉冲次数的强流脉冲电子束(HCPEB)对50BA钢表面进行轰击处理,观察处理前后的试样形貌变化。结果表明:经强流脉冲电子束处理后,试样表面出现弥散分布"熔坑"和相变组织的改性层;随着脉冲次数的增加,熔坑尺寸先增大后变小,熔坑数量逐渐减少,熔坑深度逐渐变浅,试样表面逐渐趋于平滑,改性层的厚度逐渐增厚;相变产生的马氏体含量相对减少而残余奥氏体含量相对增加;快速凝固使试样表面层的晶粒细化,分布更为均匀。     

齿轮材料40Cr表面强流脉冲电子束改性的分析

采用强流脉冲电子束对齿轮常用材料40Cr进行辐照,通过表面的形貌特征、表层组织以及显微硬度变化,研究该技术用于齿轮材料表面强化的效果。结果表明,在相同的24kV电压下,脉冲次数的增加能降低熔坑数量,改善材料表面的平整性、完整性;电子束照射在表面形成具有一定厚度的高硬度熔凝层,熔凝层厚度增加,能够提高材料的表面硬度;40Cr经25次照射处理,其表面能够获得6μm厚的熔凝层,达到65次照射下熔凝层厚度的3倍,其表面硬度最高达到547 HV0.05,为基体表面硬度296 HV0.05的1.85倍,强流脉冲电子束表面处理后对齿轮材料40Cr具有一定的强化效果。     

电子束扫描抛光技术工艺参数的正交试验及优化

以Cr12Mo V模具钢为电子束扫描抛光工艺研究对象,针对电子束加工参数中的束流、工作台移动速度、聚焦束流和扫描频率进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度的测量以及表面形貌分析,以获得电子束扫描抛光工艺参数的主次关系和最优参数组合。对具体参数的对比分析,得出各参数对表面粗糙度的影响。     

模具材料的表面改性和组织性能分析

以3Cr2W8V模具钢为研究对象,通过表面镀膜和电子束表面合金化处理的方法对模具钢进行了表面改性研究,分析了镀Ti膜、镀CrN膜和镀TiN膜后材料的表面组织形貌和性能随电子束改性参数的变化。研究结果表明,对模具钢进行表面合金化的电子束改性可以极大提高和改善表面组织结构和性能。     

Cu-25Cr合金的强流脉冲电子束表面改性（英文）

采用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对真空感应熔炼法制备的Cu-25Cr合金进行表面改性处理,所选用的脉冲次数范围为1~100。采用扫描电镜和X射线衍射技术对HCPEB处理前后样品表面的形貌和显微组织进行研究。结果显示,当脉冲次数增加到10次后,样品表面形貌会发生显著变化。在HCPEB处理过程中所产生的动态温度场使Cu-25Cr合金表面形成典型的熔坑组织。同时,该过程中所累积的准静态热应力场导致样品表面出现微裂纹,其数量随脉冲次数的增加而增大。另外,HCPEB处理还使Cu-25Cr合金表面发生液相分离现象,产生大量细小的Cr球。在上述特征组织的综合作用下,样品表面的粗糙度随脉冲次数的增加而增长。     

M50钢强流脉冲电子束表面改性层的结构与性能

采用强流脉冲电子束技术在不同的能量密度下对M50钢进行表面改性处理,研究不同辐照能量下改性层的表面形貌、硬度及相组成.结果表明,M50钢表面经过电子束改性处理后表层发生熔化,形成了类似火山坑的缺陷,表面粗糙度上升.经过电子束辐照后,重熔层的晶粒明显细化,随着辐照能量密度的增加,残留奥氏体含量逐渐上升,表层的硬度逐渐下降.由于碳化物的溶解,材料的耐腐蚀性能上升.     

40Cr钢TD盐浴渗钒制备VC渗层的组织形貌

为了延长齿轮钢使用寿命,采用热扩散法盐浴渗钒在40Cr钢表面制备VC渗层,并测得了900~1050 ℃盐浴渗钒6 h的渗层厚度,利用光学显微镜和扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对VC渗层的组织形貌、物相成分进行了分析,同时对渗层硬度进行了测试。结果发现,40Cr钢表面形成了5~50 μm厚的渗层组织,且不同的处理温度造成了不同程度的渗层组织迁移,渗层物相主要由VC和少量α-Fe相组成,同时VC晶粒生长具有VC(111)和VC(200)两个择优取向,且随处理温度升高,择优取向减弱,而渗层对基体表面硬度均有不同程度地提高。     

非晶态合金薄膜铜衬底超精密抛光的实验研究

本文采用聚氨酯抛光盘和绒布抛光垫对铜衬底进行超精密抛光工艺研究,对铜衬底的表面粗糙度、材料去除率以及铜衬底表面组织结构变化过程进行了研究,并讨论了铜衬底在超精密抛光时,不同抛光条件对其表面粗糙度和材料去除率的影响,以及抛光压力对铜衬底的表面形成过程的影响。结果表明,采用聚氨酯抛光盘和绒布抛光垫可以消除划痕,抛光后的铜衬底表面粗糙度可达Ra6 nm。     

多道电子束扫描搭接率对40Cr钢组织与性能的影响

对40Cr钢在不同搭接率下进行多道电子束扫描表面改性处理,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,经多道电子束扫描表面改性处理,40Cr钢表面搭接区因回火生成回火马氏体及回火索氏体;重熔层中马氏体组织随着搭接率的增大而变得粗大。搭接率为0%时,电子束处理区域的平均显微硬度为627.4 HV0.2;搭接率增大,搭接区域表面显微硬度下降。当搭接率为25%时,试样表面光滑平整,粗糙度为1.083 μm;表面粗糙度随着搭接率的增大先减小后增大;40Cr钢耐磨性较电子束扫描处理前有明显改善。耐磨性随着搭接率的增大先增大后减小。     

有机氟硅烷对玻璃表面的浸润改性

为研究有机氟硅烷对玻璃表面润湿性的影响,利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷对普通玻璃表面进行化学修饰,在玻璃基体表面形成含有-CF3的强疏水性基团。通过控制试验温度和处理时间,研究了不同处理条件下玻璃表面的疏水效果的变化趋势。通过对玻璃表面进行不同程度的打磨处理,研究了玻璃表面粗糙度对表面接触角的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、表面粗糙度测试仪和红外光谱(FTIR)对玻璃表面处理后形貌、粗糙度和化学结构进行了观察和表征,利用表面接触角仪测定了不同处理条件后玻璃表面的接触角。结果表明,浸润时间与温度的增加在一定范围内均可提高玻璃表面疏水性,且表面粗糙度的增加有利于疏水性能的提高。最终通过将表面粗糙化与表面化学修饰相结合,使玻璃表面获得优异疏水性能,表面接触角最高可达到127.9°。     

Influence of microstructure on ultraprecision grinding of cemented carbides

The influence of microstructure on the ultraprecision grinding response of a series of cemented carbides for spherical mirrors was characterized by means of optical and laser interferometry, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Surface roughness, form accuracy, grinding-induced residual stress and material removal behaviors were studied as a function of tungsten carbide (WC) grain size. In connection with the removal mechanisms in ultraprecision grinding, microindentations performed on each material showed similar deformation patterns, all in the plastic regime. The microstructure of WC-Co materials was found to have little influence on the nanometre surface roughness and submicron form accuracy. However, the X-ray stress measurements indicated that the microstructure of carbide materials had a significant influence on the grinding-induced residual stresses; i.e. an increase in grinding-induced residual compressive stress with an decrease in WC grain size. No grinding-induced cracks were observed in the ground cemented carbide surfaces. The material removal in ultraprecision grinding was considered to occur within the ductile regime. The formation of microgrooves and plastic flow regions via slip bands of WC grains along the cobalt binder without visible resultant microfracturing of WC grains were the dominant removal mechanisms.     

脉冲电子束抛光改性处理对TC21钛合金表面形貌的影响

采用脉冲电子束对TC21钛合金表面进行照射处理,利用光学显微镜、原子力显微镜分析了表面形貌,在轮廓仪上测定了脉冲电子束处理前后试样的表面粗糙度Ra和Ry,利用扫描电镜对脉冲电子束改性处理与未处理试样的横截面进行观察和分析,研究脉冲电子束改性机理.试验结果表明,脉冲电子束可以显著改善TC21钛合金的表面粗糙度,其抛光改性的机理是厚约10 μm表层在脉冲电子束的照射下发生高温瞬时熔凝,使表面变得平整和光滑.     

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化对耐蚀性的影响

对0Cr18Ni9不锈钢采用超音速微粒轰击(Supersonic Fine Particles Bombarding,SFPB)进行表面纳米化处理,利用X射线衍射仪和透射电镜对试样表面形成的纳米品组织进行了检验.对试样表面进行了点蚀试验和动电位极化曲线测试,用扫描电镜对点蚀试样表面形貌进行了观察与分析.结果表明,超音速微粒轰击使试样表面层形成平均尺寸约20 nm的纳米晶组织,表面纳米化可以明显改善0Cr18Ni9不锈钢样品在3.5%NaCl溶液中的动电位极化特性,大大提高其抗氯离子腐蚀性能.     

Effects of primary dicarboxylic acids on microstructure and mechanical properties of sub-microcrystalline Ni-Co alloys

Nickel-cobalt alloys were deposited from sulfate electrolyte with oxalic, malonic and succinic acids as additives and their microstructure and mechanical properties were studied. The crystal structure, surface morphologies, and chemical composition of coatings were investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscope, and energy dispersive spectroscopy. The crystal structure and surface morphology analysis showed that the addition of dicarboxylic acid leads to (2 0 0) crystal face and the surface were more compact and uniform due to the grain refining. Ni₆₀-Co₄₀ alloy was achieved when succinic acid is used as additive.     

Experimental investigation into cutting forces and active grain density during abrasive flow machining

It is important to know cutting force components and active grain density during abrasive flow machining (AFM) as this information could be used to evaluate the mechanism involved in AFM. The results show that cutting force components and active grain density govern the surface roughness produced during AFM process. In this paper, an attempt has been made to study the influence of these two parameters, namely cutting force and active grain density, on the surface roughness. This study will help in developing a more realistic theoretical model.The present paper highlights a suitable two-component disc dynamometer for measuring axial and radial force components during AFM. The influence of three controllable variables (extrusion pressure, abrasive concentration and grain size) on the responses (material removal, reduction in surface roughness (R_a value), cutting forces and active grain density) are studied. The preliminary experiments are conducted to select the ranges of variables by using single-factor experimental technique. Five levels for abrasive concentration and six levels for extrusion pressure and abrasive grain size were used. A statistical 2³ full factorial experimental technique is used to find out the main effect, interaction effect and contribution of each variable to the machined workpiece surface roughness. The machined surface textures are studied using a scanning electron microscope.