沥水沟渡槽槽身过流能力复核

沥水沟渡槽已运行30多a,存在不同程度的老化现象,汶川大地震又使其槽身结构遭受了不同程度的损坏。利用有限元法对该渡槽槽身结构进行静力分析,并依据现行规范对其纵向、横向承载力和过流能力进行复核,结果表明:该渡槽槽身在通过设计流量时承载力不能满足要求,为保证其运行安全,需减小其过流量、对其进行加固或重建。     

[例21] 等离子喷涂陶瓷涂层在印刷设备网纹辊制造中的应用

柔版印刷机上的网纹辊,原制造工艺是对辊表面镀铜后机械刻曹镀硬铬,使用寿命短,影响印刷质量。经试验研究,采用等离子喷涂高质量陶瓷涂层,再用激光雕刻     

掺钨类金刚石膜的制备与性能研究

采用无灯丝长条离子源结合非平衡磁控溅射的方法,在不同基体上制备了面积较大、光滑、均匀的掺钨类金刚石(W-DLC)膜层,用SEM、Raman、XPS、XRD、硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机等手段分析和研究了膜层的形貌、结构及部分性能.结果表明膜/基硬度高,W-DLC/Si为Hv0.025 15=3577;膜/基结合力在45～75N之间;摩擦系数小,抗磨损性能良好.     

表面工程应用实例 [例19] 低温超音速喷涂碳化钨在造纸设备瓦楞辊再制造中的应用

低温超音速喷涂技术具有喷涂火焰和粉末粒子温度低(﹤1 400℃),粒子速度高(﹥800 m/s)的特点。瓦楞辊是瓦楞纸生产线核心部件,原制造工艺是对辊表面氮化或电镀硬铬,使用寿命小于1×107     

工况参数对类金刚石膜摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术在高速钢基体上以C2H2为反应气源制备了含氢类金刚石(DLC)膜.使用激光拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和原子力显微镜分析和观察了DLC膜的微观结构及表面形貌,结果表明:DLC膜表面由纳米级别的圆形颗粒堆积而成,其结构呈现出DLC的典型Raman光谱特征,薄膜中的碳元素主要以sp2C键、sp3C键和C-O键的形式存在.以G Cr15钢球为摩擦配副,在球盘式摩擦磨损试验机上考察了DLC膜在大气干摩擦条件下的摩擦学性能.实验结果发现:在摩擦初始阶段,DLC膜的摩擦系数从实验开始到达峰值的时间随着载荷和速度的增大都是减少的;而在摩擦稳定阶段,DLC膜的平均摩擦系数随着载荷和速度的增大先减小后增大;速度对DLC膜摩擦系数的影响比载荷更加显著.用扫描电子显微镜观察了磨痕形貌并分析了磨损机理:DLC膜的磨损特征主要为以犁沟现象为主的粘着磨损.随着速度的增加,磨痕表面犁沟现象变弱;而随着载荷的增加,磨损表面的犁沟现象变明显.     

硬质薄膜的研制及其在模具上的应用

材料的磨损、腐蚀及其它环境损伤是机械工业面临的基本问题之一,近年来,由离子参与和等离子体增强的各种气相沉积技术的应用为解决这一问题提供了有效的途径,许多技术已实现工业化生产。本文综述了各种硬质薄膜的发展状况、性能及应用情况,并总结了广州有色金属研究院在这方面的研究开发工作。     

活塞环用CrN膜层摩擦磨损性能研究

采用阴极电弧离子镀技术沉积了厚度为20μm左右的CrN膜层,分别用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、划痕仪,分析测试了CrN膜层的表面和截面形貌、膜层厚度、硬度、结合力等性能.用专用珩磨机模拟活塞环在气缸内的运动,对比了氮化+CrN活塞环与普通氮化环在极端情况下的磨损特性.结果表明:采用阴极电弧离子镀方法制备的CrN膜具有良好的综合性能,膜层界面明晰、结构致密,膜层与基体结合力大于100 N;氮化+CrN活塞环的表层磨损量仅为普通氮化环的1/7,表现出极佳的耐磨性.     

掺钛类金刚石膜的微观结构研究

采用无灯丝离子源结合非平衡磁控溅射的方法,在模具钢及单晶硅基体上制备了梯度过渡的掺钛类金刚石（Ti-DLC）膜层,利用俄歇电子谱（AES）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）及X射线衍射（XRD）等手段对膜层的过渡层、界面及微观结构进行研究。结果表明：制备的膜层成分深度分布与所设计的基体/Ti/TiN/TiCN/TiC/Ti-DLC相吻合,在梯度过渡中不同膜层之间界面体现为渐变过程,结合非常良好;少量的Ti主要以纳米晶TiC的形式掺入到非晶DLC膜当中;所制备的膜层具有厚2.9μm、硬度高达25.77 GPa、膜/基结合力44 N-74 N。     

CrTiAlCN多元多层梯度膜的制备及其结构

采用中频反应磁控溅射、离子束辅助方法沉积CrTiAlCN多元硬质薄膜,利用扫描电镜、俄歇电子谱、透射电镜及X射线衍射等技术对膜层的过渡层、界面及微观结构进行研究.结果表明:沉积制备的膜层为多层梯度过渡结构,成分深度分布及相结构分析证实,所制备的多元多层梯度膜与所设计的基体/Cr/CrN/CrTiAlN/ CrTiAlCN结构相吻合;在梯度过渡中,不同层之间界面体现为渐变过渡过程;沉积制备的多元多层梯度膜硬度高达26.31 GPa,膜/基结合力大于80 N,摩擦因数低至0.113,力学性能优良.     

304不锈钢波纹补偿器失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等,对某304不锈钢波纹补偿器的断口进行了观察和测试分析.结果表明:304不锈钢的奥氏体晶粒内有许多变形的滑移线,且在奥氏体晶界上有碳化物沉淀析出;补偿器的断口呈冰糖状花样特征,断口面处存在较深的沿晶界的二次裂纹,断裂性质为沿晶脆性断裂;此晶界弱化的不锈钢在工作时,受工作应力作用萌生微裂纹,微裂纹扩展导致波纹管断裂.