TiAlN涂层材料的制备及性能研究

采用独立靶材在YG6硬质合金上以电弧离子镀工艺制备了TiAlN涂层,研究了钛靶弧流对涂层的微观形貌、成分和性能的影响,对TiAlN涂层的膜基结合强度及高温抗氧化性能进行了测试分析,并将TiAlN涂层的YG6硬质合金刀具与未涂层的YG6硬质合金刀具对T12工模具钢(50HRC)进行对比切削试验。结果表明:钛靶弧流为60～70A时,涂层具有较理想的表面结构,膜基结合力较好,可达44N;钛靶电流对涂层中N含量的影响不大,对Al及Ti含量有较明显的影响。在干式切削条件下,TiAlN涂层刀具的使用寿命是未涂层刀具的3倍。     

Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜对1Cr17Ni2不锈钢疲劳性能的影响

采用真空阴极电弧沉积技术在1Cr17Ni2马氏体型不锈钢表面沉积Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。研究对比了在室温下膜层试样与基体试样的旋转弯曲疲劳强度、疲劳寿命和疲劳断裂机理。结果表明:在不锈钢基体上沉积厚度为11.7μm,硬度为3 220HV0.025,膜/基结合力为56N的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜后,其疲劳性能显著提高,膜层试样较基体试样的疲劳极限提高了约11.2%,当应力水平在540～650 MPa变化时,疲劳寿命增量变化范围为108%～246%;裂纹均起源于表面,在低应力水平下只有一个裂纹源,而高应力水平下有多个裂纹源;疲劳性能的提高主要是由于膜层能够弥补基体表面一定的缺陷,同时软硬交替的膜层结构有较强的抗裂纹扩展能力。     

钛材料表面改性新技术的开发及应用研究

成功研发出能显著增强钛及钛合金耐磨耐蚀性能的经济有效、环境友好表面改性新技术—改进表面热处理(PTO)技术.用扫描电镜观察分析表面形貌和截面组织,用浸泡试验和盐雾试验评价材料的耐蚀性,用磨损试验评价材料的抗咬合能力.结果表明,PTO处理在钛表面形成了均匀致密、结合牢固的高性能防护层,其表面硬度增加了近5倍、抗咬合能力提高了3个量级;未经PTO处理钛试样在沸腾5%盐酸溶液的腐蚀速度为0.932mg/cm2·h,而PTO处理试样未检测到腐蚀失重,PTO处理钛表面层在沸腾20%盐酸溶液中的寿命是等离子氮化处理的约40倍.     

柴油机排气阀盘面断裂的失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等对某柴油机排气阀盘面的断口进行了观察和分析.结果表明:阀盘面的断口出现人字纹、河流花样和韧窝等特征,为沿晶十穿晶混合型断裂;断口处有夹杂物,断裂面上裂纹尖端覆盖有一层氧化皮,表明断裂过程中有腐蚀氧化过程;腐蚀氧化、高频率冲击和热应力等共同作用导致了阀盘面的疲劳断裂.     

空调蒸发器铜管失效原因分析

通过金相显微镜、扫描电镜和维氏显微硬度计等检测设备,对使用一个月即发生泄漏的某空调蒸发器铜管进行了检测和分析.结果表明:蒸发器工作时,折流板上的毛刺与铜管反复撞击敲打使铜管变形塌陷、铜管再加工硬化和穿孔开裂,是蒸发器铜管泄漏的外因;铜管自身硬度高形变性能下降,是蒸发器铜管泄漏的内因.     

Sn-9Zn钎料与内加Cu质点和Cu基体界面生长行为

在Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu金属质点,研究在长时间钎焊条件下钎料/Cu质点、钎料/Cu基体界面金属间化合物（IMCs）的生长行为。结果表明：在钎料/Cu质点和钎料/Cu基体界面处都生成Cu-Zn相（IMCs）,其组成为Cu5Zn8＋CuZn或Cu5Zn8,而且钎料/质点界面处IMCs的生长速度明显快于钎料/基体处;同时发现,Cu质点的加入大大减小了钎料/Cu基体界面IMCs的厚度。由于Cu质点原位生成Cu-Zn IMCs,消耗了焊点中的Zn,因此Sn-9Zn/Cu接头的可靠性得以提高。     

Cu颗粒增强的Sn-9Zn复合钎料/Cu钎焊接头界面反应

研究了长时间再流焊条件下,在粉状Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu颗粒增强质点(复合钎料)对Sn-9Zn/Cu钎焊接头界面反应的影响.结果表明,在Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu颗粒,可有效降低Sn-9Zn/Cu钎焊接头界面金属间化合物(IMC)的生长速度,从而减小界面IMC层的厚度,减少IMC层内的柯肯达尔(Kirkendall)缺陷;IMC层的厚度随再流焊时间的增加而增加,随Cu颗粒加入量的增加而减小.在现试验条件下,IMC层由Cu-Zn金属间化合物组成,未检测到Cu-Sn金属间化合物的存在.     

医用钛材料表面改性新技术应用研究

成功研发出能显著改善医用钛材料综合性能的经济有效、环境友好表面改性新技术-改进表面热处理(PTO)技术.PTO表面改性钛植入物显示了优异的综合性能:显著改善的耐磨耐蚀性能;良好的生物相容性;优异的血液相容性.     

新氢压缩机活塞杆断裂分析

用金相显微镜和电子探针对新氢压缩机活塞杆断口进行了分析。结果表明，基材热处理不当以及金属夹杂物的存在引起活塞杆内部缺陷和大量腐蚀气体是造成新氢压缩机活塞杆断裂的主要原因，活塞杆断裂是多源的应力腐蚀疲劳断裂。     

载银活性碳纤维对气态汞吸附特性的实验研究

采用银氨溶液浸渍活性碳纤维的方法,制得载银量为14.07%的载银活性碳纤维吸附剂.利用管式炉对载银活性碳纤维筒状吸附体进行汞吸附性能试验.研究发现:气体汞浓度为5263.5μg/m3、H2O(g)体积分数为7%、吸附温度90℃、气体在吸附体的停留时间为0.1s条件下,筒式吸附体在前30min内汞吸附效率98%以上,吸附300min后汞吸附效率仍在20%以上.研究还表明,温度升高,汞吸附效率降低;停留时间延长,汞吸附效率增加;H2O(g)的存在有利于汞吸附,但H2O(g)含量过高又使汞吸附效率略有降低.扫描电镜分析发现,汞只吸附在含银活性点上,吸汞前形状不规则的银粒子与汞结合后变成形状较规则的银汞齐颗粒,且主要分布于活性碳纤维微晶的晶棱交界处.