金属陶瓷及硬质合金表面CVD/PVD涂层的摩擦与切削性能

为研究涂层沉积方式对金属陶瓷和硬质合金性能的影响,采用粉末冶金技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷和YT15硬质合金,在基体表面先后采用CVD和PVD制备涂层。采用SEM、EDS等手段对涂层的微观组织和元素含量进行分析,并对涂层试样进行划痕、摩擦因数、切削性能检测。结果表明,通过复合CVD+PVD工艺,CVD涂层和PVD涂层结合良好。不论是金属陶瓷还是硬质合金,CVD涂层的膜基结合力和摩擦因数均为最大,PVD涂层最小,复合CVD+PVD涂层介于两者之间。对于金属陶瓷和硬质合金而言,复合CVD+PVD涂层的切削性能最好,CVD涂层最差,PVD涂层介于两者之间。切削过程中的磨损机理主要是氧化磨损和磨粒磨损。     

异形转轴梁的工艺研究

异形转轴梁是飞机舵面的主要承力结构,其加工难度大,效率低.本文介绍了异形转轴梁的加工难点,并详细介绍了其关键部分的型腔加工与排屑以及精铣外形的精度控制方法.     

Influences of copper on solidification structure and hardening behavior of high chromium cast irons

The influences of copper on microstructure and the hardening behavior of high chromium cast irons subjected to sub-critical treatment were investigated. The results show that the microstructure of the as-cast high chromium cast irons consists of retained austenite, martensite and M1C3 type eutectic carbide. When copper is added into high chromium cast irons, austenite and carbide contents are increased. The increased addition of copper content from 0% to 1.84% leads to the increase of austenite and carbide from 15.9% and 20. 0% to 61.0% and 35.5% , respectively. In the process of sub-critical treatment, the retained austenite in the matrix can be precipitated into secondary carbides and then transforms into martensite in cooling process, which causes the secondary hardening of the alloy under sub-critical treatment. High chromium cast irons containing copper in sub-critical treatment appear the second hardening curve peak due to the precipitation of copper from supersaturated matrix.     

球磨时间对Ti(C0.7,N0.3)晶粒及Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷组织和性能的影响

球磨是金属陶瓷制备中的关键工艺,滚动球磨是目前成本较低、在实际工业生产中应用最广泛的球磨方式。为了量化分析球磨时间对Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷的影响,采用湿混的方法在固定的球料比、球磨机转速和球磨介质添加量的条件下,研究球磨时间因素对Ti（C_0.7,N_0.3）的晶粒尺寸、应变和晶格常数的影响,以及对烧结后的Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷微观组织和物理力学性能如收缩率、密度、硬度和横向断裂强度的影响。结果表明,随球磨时间增加,Ti（C_0.7,N_0.3）晶粒尺寸下降,而微观应变增加。同时,Ti（C_0.7,N_0.3）的晶格常数也增加,这与晶粒微观应变增加以及少量原料的氧化加剧有关。对烧结后的微观组织而言,球磨时间的增加导致金属陶瓷硬质相平均晶粒尺寸下降,但是当球磨时间达到72和96 h的时候,金属陶瓷中出现了0.1 μm左右的孔隙,这与球磨过程中氧含量的增加导致烧结时脱气反应以及Ti（C,N）硬质相和Ni粘接剂之间的润湿性变差有关。Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷微观组织中白芯结构数量随球磨时间的增加明显减少了,芯中Mo含量的下降而Ti含量的增加是白芯数量下降的原因。环形相随球磨时间的增加变薄了,这一现象与不同尺寸的颗粒溶解度以及颗粒的均匀性有关。另外,随着球磨时间的增加,Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷的硬度增加,而横向断裂强度随球磨时间的增加先增加后下降,其中孔隙对横向断裂强度的损害作用要大于晶粒细化对强度提高的作用。     

APS/HVOF热喷涂WC基金属陶瓷涂层的微观组织与性能

WC基涂层由于具有较高的硬度、优异的耐磨性、较好的抗腐蚀性,广泛应用于石油等工业中提高零件的磨损和腐蚀性能。随着现代化工业中工件服役环境日趋复杂,对制备性能优异的WC基涂层要求越来越高。在热喷涂技术中,热喷涂大气等离子热喷涂(APS) 喷涂温度范围广,可以提高至数万温度,在喷涂难容材料方面具有无与伦比的优势,而超音速火焰喷涂(HVOF)由于具有较高的焰流速度,粒子动能较高,同时由于喷涂过程中N2等冷却喷涂材料,近来在涂层制备中具有广泛的应用。本文利用APS与HVOF两种热喷涂方法在45钢表面制备WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层,对不同方式制备的涂层截面硬度、金相组织、与基体结合能力、涂层脱碳情况进行分析。结果表明：HVOF 涂层在喷涂中粒子未充分熔化,但粒子动能较高,表面相比于APS喷涂方式更加平整,与基体的结合性能好于APS制备的涂层。通过HVOF制备的两种涂层的孔隙率均低于APS制备的涂层,其中HVOF 制备的WC-17Co具有最小的孔隙率(0.65%)。此外,HVOF涂层的硬度均高于APS制备的涂层,由于具有较少的粘结相,通过HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层具有最高的截面硬度。相比于HVOF,APS具有较高的喷涂温度和较低的焰流速度导致涂层在喷涂过程中氧化脱碳现象较为严重,出现大量的W2C及少量的Co3W3C、Co6W6C等脆性η相。因此,HVOF更适合于喷涂WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层。     

木质复合材料加工刀具的研究进展

介绍了目前国内外木质复合材料加工领域内各种刀具的市场前景、研究方向及存在的问题。分析认为涂层处理技术和聚晶金刚石刀具将是木工刀具的主要发展方向。     

烧结温度对铁镍代钴硬质合金组织和性能的影响

采用传统粉末冶金工艺制备了WC+TiC+Ni+Fe硬质合金,研究了不同烧结温度对铁镍代钴硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明:烧结温度为1 400～1 480℃时,合金组织正常,无石墨相和η相产生。试样的密度随烧结温度的上升而逐渐增加。在研究的烧结温度范围内,WC+TiC+Ni+Fe合金的硬度和抗弯强度值都是先升高,再缓慢降低。试验最佳烧结温度为1 440℃,材料的综合力学性能最好,硬度和抗弯强度值达到"双高",其值分别为91.6 HRA和1 720 MPa。并且此时合金的切削性能与传统的WC+TiC+Co合金相当。     

表面脱β层梯度结构硬质合金研究进展

随着涂层技术在硬质合金领域的日益广泛应用,制备可防止涂层裂纹向基体扩展的具有表面脱立方相碳化物(即β相)的梯度结构的硬质合金基体成为需要。文中概述了此类结构合金的形成机理、影响因素以及发展现状和方向等。     

Mn~(2+)浓度对6063铝合金表面锆基转化膜组织和耐蚀性的影响

为了改善6063铝合金表面锆基转化膜的耐腐蚀性能,利用XRD、SEM、EDS及电化学腐蚀等方法研究了促进剂中Mn~(2+)浓度对6063铝合金表面锆基转化膜的组织和耐蚀性的影响。结果表明,当促进剂中ρ(Mn~(2+))=2.2 g/L浓度时,锆基转化膜比不添加Mn~(2+)时的更致密,但是ρ(Mn~(2+))=4.4 g/L时,转化膜致密性反而下降,不过Mn~(2+)浓度对转化膜厚度的影响不大。本试验制备的锆基转化膜与铝合金基体无明显分界,表明锆基转化膜与铝基体结合良好。并且所制备的转化膜表面属于多孔结构,有利于提高膜与喷涂油漆的附着力。电化学腐蚀性表明,当采用ρ(Mn~(2+))=2.2 g/L Mn~(2+)浓度的促进剂时,转化膜的腐蚀电流密度变小,大约是没有添加Mn~(2+)的1/200,而且极化电压增加,大约是没有添加Mn~(2+)的8.7倍。这些参数表明,Mn~(2+)的加入提高了锆基转化膜的耐腐性。但是Mn~(2+)浓度过大会导致耐腐性下降,甚至不如没有添加Mn~(2+)的转化膜的。     

烧结温度对粉末冶金铁基材料组织与性能的影响

目的 利用粉末冶金工艺制备了Fe-Ni-Cu-Cr-Si-C(石墨)材料,并且研究烧结温度对材料显微组织、硬度、致密度、耐磨性的影响.方法 在1050,1100,1150℃烧结温度下烧结2 h后得到了3组样品,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对样品进行组织结构分析.采用布氏硬度计和电子天平分别对样品进行硬度和密度测试,采用球盘磨损实验机对样品进行耐磨性分析.结果 随着烧结温度的升高,晶粒尺寸逐渐变大.当烧结温度从1050℃增大到1100℃时,奥氏体量增加,表明奥氏体的转变在进行,且硬度和致密度也逐渐增加.烧结温度从1100℃增大到1150℃时,硬度的增速放缓,且在1150℃时硬度达到最大值,烧结温度在1150℃时耐磨损性能最好.随着烧结温度的升高,摩擦因数逐渐减小,由于材料的硬度增大,基体更有能力支撑表面润滑膜,从而表现出更加优越的耐磨损性能.结论 在1050～1150℃范围内,烧结温度的提高可以改善显微组织,提高组织的硬度、致密性、耐磨性.