中性盐雾对等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层摩擦磨损性能的影响

利用超音速等离子喷涂(SPS)技术制备了陶瓷相增强的NiCr-Cr3C2涂层,采用线接触往复滑动方式进行摩擦磨损实验,测定了NiCr-Cr3C2涂层/Q235碳钢摩擦副在盐雾腐蚀前后涂层的摩擦系数和磨损量,此外,还采用SEM、EDS等技术观察分析了涂层表面的形貌和微区元素分布,探讨了盐雾腐蚀环境对涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明：NiCr-Cr3C2涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,而盐雾腐蚀后的磨损机制为腐蚀磨损。盐雾腐蚀后涂层的摩擦系数比盐雾腐蚀前的摩擦系数降低了1/5;不过,盐雾腐蚀后涂层的磨损失重量是盐雾腐蚀前磨损失重量的5倍左右,说明盐雾腐蚀环境加速了其摩擦学性能的恶化,涂层的耐蚀性有待进一步提高。     

中性盐雾腐蚀对等离子喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层摩擦磨损性能的影响

利用超音速等离子喷涂(SPS)技术制备了陶瓷相增强的NiCr-Cr_3C_2涂层,采用线接触往复滑动方式进行摩擦磨损实验,测定了NiCr-Cr_3C_2涂层/Q235碳钢摩擦副在盐雾腐蚀前后涂层的摩擦系数和磨损量,此外,还采用SEM、EDS等技术观察分析了涂层表面的形貌和微区元素分布,探讨了盐雾腐蚀环境对涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明:NiCr-Cr_3C_2涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,而盐雾腐蚀后的磨损机制为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。盐雾腐蚀后涂层的摩擦系数比盐雾腐蚀前的摩擦系数降低了1/5;不过,盐雾腐蚀后涂层的磨损失重量是盐雾腐蚀前磨损失重量的5倍左右,说明盐雾腐蚀环境加速了其摩擦学性能的恶化,涂层的耐蚀性有待进一步提高。     

吸波涂层失效因素研究

目的研究吸波涂层因物理和化学损伤而导致的失效原因,用于评估吸波涂层的寿命,指导吸波涂层的功能结构优化,提高吸波涂层的使用寿命。方法通过高低温振动双结合、加速人工老化试验等方法和分析涂层失效前后的微观形貌、组成元素,对导致吸波涂层失效的多种因素进行试验验证。结果在固化阶段和高低温振动条件下,涂层因内应力变化导致开裂脱落;在紫外线照射和盐雾作用下,涂层因氧化和盐雾渗透导致粉化、鼓泡。结论建立了吸波涂层失效体系及失效因子,得到影响涂层实效的因素主要为:涂层厚度、附着力、致密度、有机成膜物功能键特性、吸收剂氧化活性等。在吸波涂层设计中,应采用低交联度树脂,降低因固化反应带来的内应力增加;通过减薄增韧,提高涂层的耐高低温交变和振动性能;通过设计耐腐蚀屏蔽层和在表面涂覆高耐侯保护层,提高吸波涂层在大气和介质腐蚀下的使用寿命。     

利用EIS研究环氧防锈涂层实验室模拟实验和实海浸泡实验相关性

用电化学阻抗法 (EIS) 研究了环氧防锈涂层在实海浸泡实验及在3.5%NaCl溶液中浸泡实验和盐雾实验两种实验室模拟实验中的腐蚀失效行为,探讨了实海浸泡实验与2种实验室模拟实验的低频阻抗模值|Z |_{0.01 Hz}之间的对应关系。结果表明：3种腐蚀环境对所研究的涂层体系的破坏作用由小到大依次为：3.5%NaCl溶液<实海浸泡<盐雾;相对实海浸泡实验,盐雾实验对环氧涂层腐蚀失效的加速因子约为2.3。     

热喷锌、冷喷锌与富锌涂料三种涂层的耐蚀性对比

通过厚度测量、腐蚀电位测试和盐雾试验对钢铁结构腐蚀防护中常用的热喷锌、冷喷锌和富锌涂料三种涂层的耐蚀性进行了对比研究。结果表明:热喷锌涂层厚度不均匀,致密性差,盐雾试验21d后,涂层以点蚀的形式失效;富锌涂料涂层的腐蚀电位高于另外两种涂层的,在湿热盐雾环境中,鼓泡导致涂层和基体脱离而失去保护作用;冷喷锌涂层的厚度均匀,与基体结合力强,具有自修复能力和最好的耐蚀性。     

高温海洋环境下过渡金属基合金的腐蚀与防护研究进展

综述了高温海洋腐蚀环境的类型,以及各类合金在不同环境下的腐蚀失效机理。重点考察了Fe、Ti、Ni基合金内部的主要元素在高温下的扩散行为,及其与侵蚀性离子之间的交互作用。从盐雾腐蚀以及熔融热腐蚀2个角度,讨论了化学/电化学反应发生的可能性。基于氧化腐蚀过程中复合氧化膜的形成过程,总结了氧化膜与侵蚀性离子以及杂质气体的再作用机理,明确了保护性氧化膜和非保护性氧化膜的类型。从合金化的角度,揭示了Cr、Al等元素对防腐性能提升的关键作用,指出了材料计算在高温海洋环境的潜在应用价值。最后归纳了高温海洋环境下的涂层防护手段和材料体系,其中结构稳定性和界面反应问题是涂层材料研究的重点。在未来研究方向上,指出应该重点关注腐蚀过程中活性元素的交互作用以及钝化膜的形成机理,筛选有效防护元素。利用氧化、盐雾等多种腐蚀条件,依托构效关系进行涂层优化,形成系统的海洋高温涂层防护方案。高熵合金涂层作为新兴体系在高温防护上的应用具有研究价值。     

热腐蚀和盐雾腐蚀影响氮化物涂层冲蚀行为的机制

金属氮化物涂层是目前重点关注的航空发动机压气机抗冲蚀涂层体系。为了兼顾热物理化学环境和应力环境的影响,进行涂层的腐蚀-冲蚀耦合行为研究十分重要。本研究对比了TiN/Ti涂层与TiN/ZrN涂层的原始状态、热腐蚀后和盐雾腐蚀后的冲蚀行为。结果表明,对于TiN/Ti涂层,在涂层的缺陷处盐雾腐蚀时形成点蚀坑,这是发生冲蚀的薄弱环节,盐雾腐蚀后TiN/Ti涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和热腐蚀后的涂层。对于TiN/ZrN涂层,热腐蚀过程中液滴表面形成疏松的腐蚀产物和氧化物,使其在冲蚀时更容易脱落,热腐蚀过程中产生的层间热应力削弱了涂层的结合力。热腐蚀涂层冲蚀后呈现严重的螺旋状剥落,热腐蚀后TiN/ZrN涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和盐雾腐蚀后涂层。     

等离子喷涂WC/Co涂层耐中性盐雾腐蚀性能

采用等离子喷涂法在普通铸铁基体上制备了WC/Co涂层,通过扫描电镜(SEM),能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对WC/Co涂层微观组织与结构进行了观察和表征。对WC/Co涂层进行中性盐雾腐蚀实验,分析了表面组织形貌以及腐蚀产物成份,研究了WC/Co涂层的盐雾腐蚀类型,并对其抗盐雾腐蚀机理进行了探讨。结果表明,等离子喷涂制备的WC/Co涂层物相主要以W2C和C相为主,盐雾腐蚀后其主要成份没有发生变化;铸铁表面腐蚀严重,其腐蚀类型以全面腐蚀和应力腐蚀破裂为主;WC/Co涂层表面腐蚀比较轻微,其腐蚀类型以选择性腐蚀为主,应力腐蚀破裂为辅;WC/Co涂层抗腐蚀性能远优于铸铁基体,有效地提高了喷涂后铸铁基体的抗盐雾腐蚀性能。     

铝合金防护涂层老化动力学研究

在紫外/盐雾加速综合环境条件下,研究了铝合金试样上聚酰胺清漆老化过程。采用环境扫描电子显微镜观察了防护涂层表面形貌的变化,采用电化学阻抗(EIS)分析了涂层的老化过程,同时还测量了光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻在涂层老化过程中的变化。结果表明：在涂层老化过程中,涂层孔隙率增加,而体积电阻、表面电阻则降低, EIS给出了在涂层老化的不同阶段的特征。采用光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻以及电化学阻抗数据作为性能参数,建立了涂层老化动力学方程,并给出了涂层失效判据,并对涂层老化动力学的参数进行了讨论,认为采用体积电阻或低频阻抗模值作为性能参数描述涂层老化动力学过程更为合理。     

盐雾环境中螺栓防腐蚀方法优选

采用电化学测试研究了环氧树脂，玻璃鳞片和热熔胶三种涂层对于碳钢螺栓的防腐蚀效果，并利用盐雾试验研究了锌丝与涂层联合保护方法的防腐蚀效果。结果表明：在三种螺栓防腐蚀涂层中，热熔胶涂层的防腐蚀性能优于玻璃鳞片涂层，而玻璃鳞片涂层的防腐蚀性能优于环氧树脂涂层；三种涂层与锌丝联合保护方法可使螺栓在48 h盐雾腐蚀试验中不受腐蚀，在72 h盐雾腐蚀试验中，热熔胶与锌丝联合保护方法的耐盐雾腐蚀性能最优；同时热熔胶涂层还具备施工简便，易于拆除等优点，为盐雾环境下螺栓防腐蚀提供了新途径。     

Investigation on the influence of the dielectrics on the material removal characteristics of EDM

A systematical and comprehensive investigation of the material removal characteristics of the electrical discharge machining (EDM) process using various dielectrics as the working fluids was conducted in this work. Five dielectrics, including gaseous dielectrics, air and oxygen, and liquid dielectrics, de-ionized water, kerosene and water-in-oil (W/O) emulsion were used as the working fluids. The whole geometry parameters of the craters, including the recast material in the craters, were precisely determined by metallographic method. The volume of melted and removed material and removal efficiency in different dielectrics were comparatively investigated. By relating the material removal characteristics to the evolution of the discharge generated bubbles in different dielectrics which was done by computer simulation, it seems that the pressure above the discharge point is an important factor that can affect material removal characteristics. The results of this work were supposed to be helpful for further clarifying the complicated material removal mechanism of EDM.     

铝防盗盖表面流纹成因的研究

研究了铝防盗盖成型过程中铝板的应力,应变状态和金属流动特征,从理论上和铝板的组织状态方面分析了流纹的成因;同时从铝板表面粗糙度和表面缺陷方面分析了流纹的成因,提出了铝防盗表面流纹的控制方法。     

基于渐进成形的修复体加工实验

板料数控渐进成形工艺是一种柔性成形工艺,这种工艺非常适合加工小批量、多品种和形状复杂的板料产品。以医疗修复体为实验对象,分别采用正成形、负成形工艺在渐进成形专用机床上完成渐进成形加工。针对工具头与支撑体间隙不合理导致零件表面产生挤压痕迹的问题,提出一种基于零件模型的整体偏置方法生成支撑体模型,很好的解决了加工件表面的质量问题。对成形零件变形区厚度及回弹变形进行测量,并对所得数据进行分析。试验结果表明,数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律;负成形加工件的厚度误差、回弹量均比有支撑的正成形大,并对影响零件厚度、回弹的主要因素进行了初步分析。     

配流盘定位设计对强度的影响研究

以轴向柱塞马达配流盘为研究对象,针对不同定位方式对配流盘工作强度进行有限元分析,得到应力分布和变形情况,为高压轴向柱塞马达(泵)配流盘的定位设计提供了参考。     

氢化锆表面多元复合膜层制备和研究

采用尿素高温分解产生的氧化性气氛在氢化锆表面制备多元复合膜层。利用XRD、SEM、EDS、XPS、AES等分析测试手段对氢化锆表面膜层的相结构、截面形貌、元素成分及价态进行性能表征。物相分析结果表明膜层主要有氧化锆相和Zr N相,且氧化锆相由单斜相(m-ZrO_2)和四方相(t-ZrO_2)组成。扫描电镜形貌分析表明原位生长氧化物膜层致密,膜层与氢化锆基体结合紧密。俄歇电子能谱结果表明膜层由C、N、O、Zr元素组成,并具有明显的分层现象,膜层由外向内分为富(C/N)层及富O层,随膜层表面溅射时间增加,O、Zr元素相对含量明显增加,C、N元素相对含量明显降低。X射线光电子能谱分析表明多元复合膜层存在Zr-O、Zr-C、Zr-N-O、Zr-N、O-H等键。     

铸件表面合金化层性能研究

针对采用水玻璃、树脂等作为粘结剂进行铸件表面合金化时，合金层中容易产生气孔、夹渣缺陷的问题，研究了一种铸件表面合金化新工艺，即加入一种YB成型剂将合金粉末压制成块的方法进行表面合金化，在铸钢ZG65Mn本体表面得到高含Cr、W等元素的合金化层。结果表明，通过消失模铸造工艺，使用YB成型剂较好地消除了水玻璃等粘结剂造成的气孔、夹渣，合金化层和本体之间实现了冶金结合；合金化层具有较好的耐磨性和耐热性能，加入WC后耐磨性可达本体材料的4．82倍，抗氧化性能提高50％左右，且合金化粉末压块放置操作简便、可靠。     

横向应变对声双折射系数的影响分析

以时基延迟效应为基础的声弹法应力测量,对微小应变都非常敏感。整个加载过程中,横向微小应变引起的时间差会累积到声时检测设备中,给应力定量测量带来很大的误差。采用回振法对45号钢在拉伸和压缩状态下的声双折射现象进行了试验研究。在研究超声波垂直于应力传播过程中,建立了声时差与应力的关系模型,试验证明了该模型的正确性。利用声速与动弹模量及动泊松比之间的关系,引入了横向应变对声双折射系数的修正项。     

磁场对电火花放电通道的影响研究

放电过程中的横向静磁场可使带电粒子受到洛伦兹力而改变运动轨迹,造成工件上放电点的位置变化,进而引起电蚀坑形貌的变化。利用理论方法推算出磁场作用下的电子运动轨迹,得到工件上放电点的理论偏移值,并通过实验证明洛伦兹力改变了放电点的位置。结果表明:部分电蚀坑出现明显的拉长型畸变,放电点沿洛伦兹力方向移动,放电通道在洛伦兹力与工作液阻力的作用下逐渐发生偏移。电蚀坑被拉长后其深度会变浅,大而浅的电蚀坑将有助于提高电火花加工的表面质量。