40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下，表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响，探讨了其磨损机理。结果表明：滚动磨损和滚、滑动磨损时，随着试样表层硬度的提高，试样的耐磨性增大；强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时，电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制；在滚、滑动磨损时，除上述三种机制外，还发生了氧化磨损。     

40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下,表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响,探讨了其磨损机理。结果表明:滚动磨损和滚、滑动磨损时,随着试样表层硬度的提高,试样的耐磨性增大;强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时,电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制;在滚、滑动磨损时,除上述三种机制外,还发生了氧化磨损。     

大接触应力下配副及潜滑率对电火花强化层磨损特性的影响

用MM-200型磨损试验机研究了在大接触应力磨损条件下，配副和潜滑率对电火花表面强化40Cr钢的耐磨性影响。结果表明，无论滚动磨损和滚、滑动磨损，40Cr钢表层经电火花表层强化后与未强化比较耐磨性显著提高。配副试样硬度相同时，磨损率最小，配副试样均为表层强化是较好的耐磨性匹配。滚动磨损时，电火花强化层的磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损3种机制；在滚、滑动磨损时，除上述3种机制外，还发生了氧化磨损。     

铝合金表面电火花沉积层组织与性能

采用电火花沉积技术,以硅青铜作为电极,在空气中对2A12铝合金表面进行了强化.采用扫描电镜、电子能谱分析仪与X射线衍射仪等仪器对沉积层的形貌、组织、元素分布和结构进行了分析与研究;利用显微硬度计和磨损试验机对沉积层的显微硬度与耐磨性进行了测试.结果表明,沉积层连续、致密,与基体呈冶金结合,无明显界面;主要由铜铝金属间化合物组成,显微硬度可达578 HV;沉积层耐磨性较基体显著提高,表面强化效果明显.     

H13钢模具电火花表面强化工艺参数优化分析

采用正交试验法对H13钢模具电火花表面强化工艺参数进行了研究。优选结果表明,电极材料是影响电火花强化层性能的最主要因素;石墨电极是最佳的强化电极,其强化的涂层在耐磨性、组织形貌和显微硬度方面都表现出优异特性。     

非转移弧层流等离子体射流熔凝铸铁表面耐磨性的研究

对在大气压条件下用非转移弧层流等离子体射流熔凝强化处理的W-Mo-Cu铸铁表面，采用光学显微镜、显微硬度计、磨损试验机、扫描电镜等，观察和测试了熔凝试样的表面层组织、硬度、耐磨性和磨损形貌。结果表明，熔凝后铸铁表面为初晶渗碳体和莱氏体组成的过共晶组织，硬度和耐磨性有了明显的提高。     

冷冲模电火花加工层的疲劳磨损与耐磨性

分析了ＣｒＷＭｎ钢冷冲模电火花加工表面的疲劳磨损机理，研究了Ｃｒ１２模具钢电火花加工表面在冲击负荷下的耐磨性。ＣｒＷＭｎ钢电火花加工层的疲劳磨损与材料中的网状碳化物有关，低硬度的回火软化层加速模具的疲劳磨损。Ｃｒ１２钢的电火花加工层可提高耐磨性。     

不锈钢机械臂的强化与磨损性能研究

通过电火花强化工艺在不锈钢机械臂表面制备了YG8强化层,采用金相显微镜、X射线衍射分析、硬度和摩擦磨损试验等对物相组成、硬度分布和耐磨性能进行了测试,并分析了表面强化层的作用机理。结果表明,表面强化层中的物相组成为Co_3W_3C、Fe_3W_3C、Fe_7W_6C、Fe_3Mo_3C、W_2C和(Fe,Cr)相;不锈钢机械臂表面强化层的显微硬度远远大于基材硬度,且中间过渡区硬度也相较于基材更高;在相同摩擦磨损时间下,不锈钢基体的摩擦系数都高于表面强化层;不锈钢机械臂表面强化层的相对耐磨性为基体的3.4倍,其磨损机制为磨粒磨损。     

超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化层性能研究

采用超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化技术进行了65 Mn钢硅电极表面强化.研究了超声振动振幅和频率对表面强化层的厚度分布、显微硬度、表面粗糙度、耐磨性和耐腐蚀性的影响.研究表明,超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化技术可改善表面强化层的厚度分布,提高强化层的显微硬度、表面粗糙度、耐磨性和耐腐蚀性.     

硅电火花表面强化45钢组织性能的研究

为提高零件的表面性能,利用DM7132型精密电火花成型机,采用不同的电火花强化工艺,以硅作为强化电极在45钢表面形成一层非晶态合金强化层.用XRD、SEM等检测手段分析了电火花表面强化层成分、形貌、组织结构和性能,并通过摩擦磨损和腐蚀试验分析了强化层的耐磨性和耐蚀性.结果表明:在其它工艺参数相同的条件下,选择较小的峰值电流获得的表面质量较好,并在基体表面形成了10μm左右的非晶态合金强化层,强化层的耐磨性和耐蚀性显著提高.     

TC4合金表面氩弧熔覆TiCp/Ti基复合涂层组织及耐磨性

利用氩弧熔覆技术在TC4合金表面制备出TiC增强的Ti基复合涂层。利用SEM、XRD和EDS分析了熔覆涂层的显微组织;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度;利用摩擦磨损试验机测试了涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,涂层中有大量的TiC树枝晶和条块状TiC颗粒;复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,HV平均硬度可达9GPa;复合涂层室温干滑动磨损机制为磨粒磨损和轻微粘着磨损。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

Improving tribological properties of Ti6Al4V alloy with duplex surface treatment

Ti-doped diamond like carbon films were deposited on both untreated and plasma nitrided Ti6Al4V alloy using Closed Field Unbalanced Magnetron Sputtering (CFUMBS) method and their tribological properties were evaluated by conducting sliding wear conditions. The influence of the nitrided layer on tribological behavior of Ti-DLC films was studied by means of XRD, SEM, scratch tester, microhardness tester and pin-on-disc tribotester. The microhardness results pointed out that the duplex treatment dramatically increased the surface hardness and reduced the plastic deformation of the alloy. Wear tests showed that Ti-DLC coatings on both untreated and nitrided surfaces caused a reduction in the coefficient of friction. The reason of the reduction in the coefficient of friction was found to be the formation of transfer film between the sliding surfaces. Wear rates demonstrated that wear resistance of duplex treated (Ti-DLC coating after nitriding) Ti6Al4V alloy was significantly improved.     

La_2O_3稀土对激光熔覆WC/Ni基复合涂层性能改善的研究

向WC陶瓷镍基合金粉末中添加不同质量分数的La2O3粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在A3钢基材上制备熔覆层。利用SEM、EDAX、XRD分析研究了不同稀土加入量对熔覆层显微组织和相结构的影响,用显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机分别测试了复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明:由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化,组织趋向均匀,硬度和耐磨性得到了提高,最终得出涂层粉末的最佳配比为(质量分数)59%Ni60,40%WC,1.0%La2O3。     

Microstructure and Wear Resistance Evolution of HVOFSprayed WC-（W,Cr）2C-Ni Coating with Post Heat Treatment In Air Atmosphere

WC-(W,Cr)2C-Ni coating was prepared on 1Cr18Ni9Ti stainless steel and C-276 Ni-base Hastelloy by high velocity oxy-fuel(HVOF)spraying.The effect of post heat treatment in air atmosphere on the microstructure,phase composition,microhardness,fracture toughness,and wear resistance of HVOF-sprayed WC-(W,Cr)2C-Ni coating was investigated.The microstructure and phase composition of the coatings were analyzed by means of field emission scanning electron microscopy(FESEM)and X-ray diffraction(XRD).The microhardness and fracture toughness of the coatings were measured using a microhardness tester and a Vickers hardness tester.Moreover,dry friction and wear behavior of the coatings sliding against Si3N4 ball was investigated using an oscillating friction and wear tester;and the worn surfaces of the coatings were analyzed by means of scanning electron microscopy(SEM).It was found that heat treatment within 500-800°C resulted in crystallization of amorphous phase in as-sprayed coating,generating nanoscale new phases such as NiWO4,CrWO4 and Cr2WO6.Besides,heat treatment led to increase of the microhardness of as-sprayed coating,and the highest microhardness was obtained after heat treatment at 800°C.The fracture toughness and wear resistance of the as-sprayed coating increased with increasing heat treatment temperature up to 700°C but tended to decrease with further elevating temperature.In other words,the mechanical properties and wear resistance of the as-sprayed coatings were worsened owing to excessive growth of oxidation grains and depletion of ductile Ni binder after heat treatment above 700°C.Thus it was suggested that as-sprayed ceramic composite coating should be post heat treated in air at a moderate temperature of 700°C so as to achieve the optimized mechanical properties and wear resistance.     

钛合金表面激光熔覆AlBxCoCrNiTi高熵合金涂层的组织与性能

目的研究AlB_xCoCrNiTi(x=0、0.5、1)高熵合金涂层的组织及性能,提高钛合金表面硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备出AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)等材料分析手段,研究了B含量对高熵合金涂层形貌、组织结构、成分的影响,并采用维氏硬度计以及摩擦磨损试验检测了熔覆涂层的硬度和耐磨性能。结果高熵合金涂层与基体的整体结合形貌良好。未添加B的高熵合金涂层主要由BCC相和晶体结构类似(Co,Ni)Ti_2相组成。随着B的加入,高熵合金涂层的晶粒得到细化,BCC相含量增加,(Co,Ni)Ti_2相含量有所减少,且熔覆层原位生成了TiB_2硬质相,TiB_2硬质相含量随B含量的增加而增加。熔覆涂层的硬度和耐磨性与B含量呈正相关关系,AlB_1CoCrNiTi高熵合金涂层的平均显微硬度最大,为814HV,且AlB_1CoCrNiTi高熵合金涂层的磨损量最小,其耐磨性约为未添加B的高熵合金涂层的7倍。结论 B含量的增加,有助于改善AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层的摩擦学性能,AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层有效提高了钛合金表面的硬度及耐磨性能。     

TC4钛合金表面激光合金化涂层的组织与耐磨性能

采用WC(含碳量0.1wt%)、Ni、Si混合粉末为原料,利用激光合金化技术在TC4钛合金表面原位制备了含WC、Ni、Si的涂层,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与能谱分析(EDS)等方法分析了涂层的组织与成分,用HXD-1000B型维氏显微硬度计和MMW21型立式万能摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明:利用优化后的激光合金化参数制备出的含WC量较多的涂层,其整体均匀致密、无裂纹,且与TC4合金基材呈冶金结合;涂层物相主要由α-Ti、Ti₅Si₃、WC和TiNi组成;涂层硬度为950 HV0.2,平均摩擦因数为0.2,平均磨损量为0.308 mg,耐磨性显著提高。     

AZ91HP镁合金电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层的显微结构与耐磨性(英文)

以AZ91HP镁合金为研究对象,以纳米氧化硅为第二相粒子,通过纳米复合电沉积法制备AZ91HP镁合金Ni-SiO2纳米复合镀层。利用扫描电镜观察纳米复合镀层的显微形貌与微观结构,利用显微硬度计测定纳米复合镀层显微硬度,利用M200摩擦磨损试验机测试纳米复合镀层的耐磨性能。结果表明:在AZ91HP镁合金表面获得了结晶均匀、结构致密的Ni-SiO2纳米复合镀层;纳米复合镀层剖面形貌显示纳米复合镀层与镁合金基体结合良好;镀液中纳米颗粒含量为10g/L时,AZ91HP镁合金表面电沉积Ni-SiO2纳米复合镀层的显微硬度最高,最高达HV367;摩擦磨损试验表明纳米复合镀层与镀镍层、镁合金基体相比,耐磨性明显提高,这是由于纳米颗粒的细晶强化和弥散强化所致;纳米复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损,镁合金基体磨损机制为粘着磨损,镀镍层磨损机制为剥层磨损。     

铝合金基体电热爆炸喷涂钼涂层的制备工艺与性能

采用电热爆炸喷涂技术在铝合金基体上制备钼涂层,用SEM、划痕仪、显微硬度计、表面粗糙度仪、微磨损试验机等表征了涂层性能。借助正交试验方法分析了钼涂层制备中各工艺参数对涂层质量的影响,确定了最佳工艺参数。结果表明:用电热爆炸喷涂方法制备的钼涂层均匀致密,孔隙率低;涂层与基体形成冶金结合,结合强度高;涂层硬度为基体的4.9倍,体积磨损量仅为基体的11.2%,耐磨性大幅增加。电爆炸喷涂的工艺参数中,对涂层质量和结合力影响最大的是喷涂距离,其次是喷涂次数,影响最小的是喷涂电压。