T8钢的脉冲爆炸-等离子体处理表面改性

采用脉冲爆炸-等离子体（PDP）技术对T8钢进行不同距离的表面改性处理。采用SEM、XRD分析了PDP处理前后T8钢的表层组织和相结构,利用显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站研究了PDP处理前后T8钢的显微硬度、耐磨损性能和耐腐蚀性能。结果表明,当处理距离为100 mm时, T8钢表面形貌基本未发生变化。当处理距离减少到50 mm和30 mm时,T8钢表面发生了重熔导致的光滑化现象,同时出现大量火山状熔坑,熔坑的出现是由PDP的能量和材料本身的不均匀性造成的。PDP处理使T8钢表面发生由马氏体α′-Fe向奥氏体γ-Fe的转变,并发生渗氮现象形成Fe3N。T8钢改性层厚度随着处理距离的减小而增加,当处理距离小于50mm时,改性层厚度变化不大,约为68μm。PDP处理后T8钢显微硬度、耐磨损性能和耐腐蚀性能都有一定程度的提高,显微硬度最高约为基体的2倍,耐磨损性能最高为基体的2.6倍。     

脉冲爆炸-等离子体处理M42高速钢的表面改性研究

为了提高M42高速钢的表面硬度和耐磨性,利用脉冲爆炸-等离子体（PDP）对该钢进行表面改性。通过SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了脉冲处理前后表面形貌、元素成分、表面硬度和耐磨损性的变化。结果表明,表层马氏体α-Fe向奥氏体γ-Fe转变,少量碳化物FeW₃C溶解于γ-Fe中,表层出现残余压应力且晶粒细化,沉积在表面的“雨滴”状熔滴由W和O等元素组成。经两次脉冲处理后,硬化层最厚,耐磨性较好。     

脉冲-爆炸等离子体工艺对M2高速钢表面改性的实验研究

利用脉冲爆炸-等离子体(Pulse Detonation-Plasma Technology,PDT)技术对M2高速钢进行了表面改性处理,利用SEM、XRD分析PDT处理前后M2高速钢的表层组织和相结构的影响,采用显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了PDT处理前后M2高速钢的显微硬度、耐磨性能的变化。结果表明:在PDT处理后,M2高速钢表面改性层内发生了马氏体向奥氏体的相转变,在表面层的残余奥氏体量随着距离的减小增加。在PDT处理过程中, M2高速钢的表面先发生光滑化,然后出现大量火山状熔坑,这是由于PDT处理过程中能量周期性导致表面热不稳定性造成的。改性层厚度随着距离的减小而逐渐增加,改性层组织细小致密,碳化物颗粒细小且分布均匀;改性层内显微硬度明显提高,耐磨性能提高2.48倍。     

脉冲等离子体对PTFE薄膜的表面改性研究

通过ＡＴＲ衰减全反的红外光谱分析和对蒸馏水接触角的测定表明,经脉冲辉光放电等离子体的作用,ＰＴＦＥ薄膜表面的组分结构发生了变化,主要表现为薄膜表面氧基团的含量由无到有,并形成了Ｃ＝Ｃ不饱和基因,表面由完全非极性变成表现出部分极性,亲水性大为增强,可粘必也得到很大改善。     

H13钢表面脉冲等离子爆炸改性组织及性能的研究

利用脉冲等离子爆炸工艺对H13钢进行表面改性处理,通过OM、SEM和EDS分析了材料改性后的显微组织、断口形貌和元素分布,采用努氏硬度计测试了截面的显微硬度分布,并对其改性机制和工艺参数影响进行了分析和讨论。结果表明,脉冲等离子爆炸工艺可在H13钢表面形成厚度均匀,组织致密,高硬度的改性层;改性层由柱状晶区和细晶区组成,表层产生了离子注入现象,硬度呈现先上升后下降的趋势。脉冲等离子爆炸工艺能量越高,改性层越厚,晶粒尺寸越细,硬度越高。     

脉冲等离子体爆炸对Cr12MoV钢组织及性能的影响北大核心CSCD

通过脉冲等离子体爆炸工艺对Cr12Mo V钢表面进行改性处理。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析了改性层的显微组织、元素分布和物相,并用显微硬度计测试不同区域的微观硬度。结果表明,脉冲等离子体爆炸处理后可得到熔凝区和硬化层两层组织,熔凝区和硬化层分别由柱状晶与细晶区组成,并且熔凝区产生元素注入现象。随着脉冲次数的增加,表面粗糙度先降低后升高,处理次数为5时,Ra=13.98μm。硬度从表面到基体呈现先升高后降低的趋势且硬化层的硬度较基体显著提高。改性层硬度随处理次数的增加而增加,但增加的趋势有所减缓。     

脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化.基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试.使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高.在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28 Gpa、50～53 Gpa和38～40 Gpa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110 Mn.所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58～62 的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200～2300 Mpa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍.预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术.     

等离子体表面改性技术的发展

主要论述了等离子体技术在金属材料表面强化中的应用研究现状和发展趋势，特别是各种工艺的基本原理和应用优势。     

交流和直流脉冲等离子体改性聚四氟乙烯对比研究

利用自行研制的直流脉冲电源和交流脉冲电源产生等离子体, 分别对聚四氟乙烯进行了表面改性研究.在放电电压、占空比、工作气压、工作气氛、处理时间相同的情况下,探讨了直流脉冲和交流脉冲等离子体对样品改性效果的不同影响;通过接触角测量、扫描电镜(SEM)等手段对未处理的、直流脉冲和交流脉冲作用后的亲水性、表面形貌进行了检测和分析.结果表明:交流脉冲等离子体对PTFE的改性效果优于直流脉冲等离子体.     

在脉冲电场作用下45钢淬火新工艺

研究了45钢在脉冲电场作用下淬火的新工艺。结果表明：45钢在脉冲电场作用下淬火，在保证得到良好马氏体组织的同时，又可以降低淬火加热温度，其硬度可比普通淬火高3～5HRC。     

45钢激光表面合金化

为提高45钢的表面硬度,达到表面改性的目的,对表面镀镍的45钢进行了激光表面合金化,对合金化的表面进行了定性和定量分析.结果表明:合金化层组织为细小的枝晶,明显优于基体组织;合金化层平均硬度比基材提高3倍.     

Ti离子注入H13钢表面改性研究

利用MEVVA源强流离子注入机将Ti离子注入到H13钢表面,注入剂量和离子能量分别为0.5×1017~5.0×1017ions/cm2和105keV。利用TR IM2003程序模拟计算饱和注入剂量;通过显微硬度仪、磨损试验机、电化学测试系统和扫描电镜测试了注入前后H13钢的表面硬度、磨损性能、摩擦系数和耐蚀性。利用SEM、AES、XPS和EDX等分析手段对注入前后的材料表面形貌、注入元素的化学价态及浓度分布等进行分析。借助XPS考察了注入表面层钛元素的化学状态。结果表明,Ti离子注入显著提高了H13钢的表面硬度、耐磨性和耐蚀性,减轻了磨粒磨损;减轻了表面层铁元素的氧化。通过所测主要性能可知,利用钛离子注入改善H13钢较为经济有效的注入参数分别为1.0×1017ions/cm2和105keV。     

45钢表面制备V形凹槽及其摩擦学特性

采用声光调Q固体Nd:YAG激光器在45钢试样表面制备了V形凹槽织构,利用UMT2的销盘式摩擦方式考察了V形凹槽的几何参数对表面摩擦性能的影响。结果表明： 45钢表面制备的V形凹槽织构,在油润滑条件下能有效减小表面的摩擦因数;特别是在载荷较低、速度较大的工况下,织构面的平均摩擦因数最大可比未织构面减小64%。在试验范围内,平均摩擦因数普遍随着V形凹槽角度的增加而减小,随着边长的增大而减小,存在最优的横向和横向槽间距使得平均摩擦因数达到最小。     

脉冲激光改性聚醚醚酮及表面金属化技术研究

目的 赋予聚醚醚酮(Poly-Ether-Ether-Ketone,PEEK)材料表面良好的导电性,满足其在雷达天线等航空航天领域的应用.方法 采用波长1064 nm的脉冲红外纳秒光纤激光对化学惰性极高的PEEK材料进行表面改性处理,并结合化学镀镍技术,实现激光改性PEEK表面金属层的沉积制备.利用扫描电镜、电阻测试仪...     

断面尺寸对电脉冲处理45钢凝固组织的影响

对不同断面尺寸的45钢在凝固过程进行电脉冲处理的试验发现,在相同的电脉冲参数条件下,试样断面尺寸对电脉冲处理效果产生明显的影响。在试样断面较小时,试样整个断面均为细小的等轴晶,随试样断面尺寸的增加,细化效果降低。同时,试样断面尺寸对电脉冲处理的45钢微观组织也有明显影响,在小断面条件下,珠光体明显变薄,并呈现出不连续现象,而随断面尺寸增加,珠光体片层间距逐渐增加。     

轨梁BD1轧辊表面激光熔覆改性技术

目的 解决轨梁轧制过程中BD1轧辊耐磨性低且易沾钢的问题。方法 采用激光熔覆技术,研究熔覆层材质适用性,设定化学成分组分以析出大量碳化物为主要目标,同时考虑耐磨性、抗冷热疲劳性、焊接性能,采用正交试验研究C、Cr、Ni、Mo、W、Si、B元素在激光熔覆材料中的作用,由金相法检测晶粒取向及放大500倍观察微观裂纹评判确定最佳的粉料化学成分,并分析了熔覆材料的宏观硬度、金相组织等材料性能。同时,研究了激光功率、线速度、搭接量和送粉量等熔覆工艺参数对BD1轧辊表面质量的影响。结果 轨梁BD1轧辊孔型表面激光熔覆改性技术后,由于熔覆层表面形成了一层与轧材显著不同的金相组织,使得“焊合”现象不再发生,消除了粘钢现象。熔覆层氧化膜具有较高的耐磨损性能,提高了轧辊耐磨性。良好的冶金结合保证了熔覆层具有足够的抗压、抗冲击、抗机械疲劳和冷热疲劳能力。经过激光熔覆后,过钢量由原来的不足1000 t可以提高到6000 t以上。结论 激光熔覆改性处理改变了BD1轧辊表面材料,克服了粘钢现象,提高了其耐磨性,实现了BD1轧辊的高效循环利用,显著地提高了轨梁BD1轧辊的使用寿命。     

强流脉冲电子束2Cr13钢的表面改性

利用HOPE-I型强流脉冲电子束(HCPEB)装置处理2Cr13马氏体不锈钢。通过金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度检测和摩擦磨损测试方法对表面显微组织和力学性能进行分析。结果表明:处理样品表面产生熔坑,主要由样品表层的(FeCr)23C6型碳化物选择喷发造成。原始样品主要为马氏体Fe-Cr(α)相,处理后样品表层中碳化物经喷发和液相溶解后减少,相反奥氏体相含量增加。由于表面碳化物的去除和高奥氏体含量的形成,处理样品表面显微硬度降低,截面显微硬度呈波动分布。使用加速电压27kV和15次脉冲处理后,磨痕深度由原始样品的7.3μm降低到5.1μm,耐磨性能提高了约30%。     

模具钢电子束表面改性的神经网络预测

通过对4Cr5MoSiV1模具钢分别进行不同的加速电压、照射距离和轰击次数下的电子束表面改性试验,取得模具钢试样的实际耐磨性测试数据,并将其作为神经网络的训练样本和验证样本,建立了3×12×1三层网络模型进行模具钢电子束表面改性的神经网络预测,并对网络的预测精度进行分析.结果表明,该三层神经网络可进行较高精度的模具钢电子束表面改性神经网络预测.