激光气体氮化对工业纯钛TA2表面硬度的影响

通过组织观察和硬度测试分析了工业纯钛TA2在激光气体氮化中,带式积分镜的应用和激光气体氮化参数对氮化后TA2表面硬度的影响。结果表明:采用带式积分镜进行激光光束变换可以有效提高工业纯钛TA2的表面硬度和激光氮化处理的效率;氮化区域内生成硬质相TiN是工业纯钛TA2表面硬度得到提高的主要原因,有利于硬质相TiN形成的激光气体氮化参数都会提高其表面的硬度。     

纯钛表面等离子渗镍合金层的显微组织及摩擦学性能

采用等离子表面合金化技术对纯钛进行表面渗镍处理,对渗镍后形成的合金层显微组织、物相组成及硬度进行了分析,并对其摩擦学性能进行了研究。结果表明:渗镍后在纯钛表面形成了与基体结合良好的钛-镍合金层,合金层主要由Ti2Ni、TiNi及钛相组成,厚约30μm,显微硬度约为570HV,合金层的干滑动摩擦磨损性能较纯钛基体的有很大提高。     

天然牙釉质/纯钛摩擦磨损行为的研究

对天然牙釉质与TA2纯钛球组成的摩擦副进行了实验研究，结合显微分析，研究了牙釉质的摩擦磨损行为。结果表明牙冠外层釉质的摩擦学特性与釉质的基本结构釉柱的排列方向密切相关，釉质在He面上的耐磨性明显优于垂直方向。     

车削加工工业纯钛(TA2)表面粗糙度研究

对工业纯钛(TA2)进行车削加工正交切削试验,分析切削用量和表面粗糙度的关系。极差分析表明:切削用量中进给量对表面粗糙度影响最大,其次是切削速度,切削深度影响最小;表面粗糙度随着进给量的增加呈线性增大,随切削深度的增加而逐渐增大;加工TA2过程中,随着切削速度的增加,表面粗糙度值整体呈减小的趋势。由于切屑形态的变化造成切削过程不平稳,引起刀具振动,导致表面粗糙度值产生波动。     

基于正交实验的工业纯钛研磨工艺研究

为了提高工业纯钛的表面加工质量,需要优化研磨工艺.采用单因素实验法探索磨粒形状对工业纯钛研磨效果的影响规律;利用正交实验法定量地对工业纯钛的研磨加工工艺参数进行优化.结果 表明,采用不规则形状磨粒进行研磨的材料去除速率可达60.45 nm/min,高于球形磨粒的23.70 nm/min,而两者的工件表面粗糙度基本相同;研磨压力对材料去除速率的影响最为显著;采用最优的工艺参数可得到的材料去除速率和表面粗糙度分别为81.90 nm/min和Ra 0.099 μm.研究结果可为工业纯钛研磨时磨粒形状的选择以及工艺参数的制定提供依据.     

纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析

介绍了采用高能喷丸方法（HSP）使工业纯钛获得表面纳米层，通过分析粗糙度对其疲劳性能的影响，找出获得表面最佳纳米化的喷丸时间。     

基于正交实验的工业纯钛研磨工艺研究

为了提高工业纯钛的表面加工质量,需要优化研磨工艺.采用单因素实验法探索磨粒形状对工业纯钛研磨效果的影响规律;利用正交实验法定量地对工业纯钛的研磨加工工艺参数进行优化.结果 表明,采用不规则形状磨粒进行研磨的材料去除速率可达60.45 nm/min,高于球形磨粒的23.70 nm/min,而两者的工件表面粗糙度基本相同;研磨压力对材料去除速率的影响最为显著;采用最优的工艺参数可得到的材料去除速率和表面粗糙度分别为81.90 nm/min和Ra 0.099 μm.研究结果可为工业纯钛研磨时磨粒形状的选择以及工艺参数的制定提供依据.     

富氧气氛下切削纯钛表面氧化膜形成试验研究

针对钛合金植入体表面活性氧化膜加工工艺链长的问题,提出在切削过程中利用切削热和富氧气氛生成氧化膜的方法,并进行试验研究。首先,从热力学角度对生成氧化钛的条件进行理论分析;然后对其中的关键因素切削温度进行模拟仿真,最后对生成的氧化膜进行显微观察和EDS分析。结果表明:富氧气氛下车削得到的工件表面相对于自然状态下工件的氧化程度明显增大,氧化膜增厚。     

工业纯钛的焊接缺陷原因分析与预防措施

分析了工业纯钛焊接时易出现的焊接缺陷及其原因,并提出了具体可行的预防措施。     

钛系生物医用材料表面粗糙度影响细胞黏附的新进展

详细介绍粗糙表面细胞的黏附机理,结合表面加工方法较全面地总结和分析钛系材料不同表面粗糙度对细胞黏附的影响及细胞黏附的表面粗糙度模型。综述表明：粗糙表面通过改变表面力场、表面电荷和表面能、增加比表面积及表面缺陷等方式促进细胞在植入体表面的黏附;钛系材料表面粗糙度对不同细胞黏附的影响不同,粗糙表面可促进细胞基因表达;由于表面加工方法造成表面化学状态变化并影响表面电荷和表面能,所以应根据不同的表面加工方法来设计植入体的表面形貌,以获得适合细胞黏附的表面粗糙度。此外,探讨钛表面细胞吸附的分子动力学研究方法,结果显示可利用分子动力学方法在分子水平研究表面特征对蛋白质和细胞黏附的影响机理。     

离子氮化与物理气相沉积TiN复合处理研究

综述了PN+TiN复合处理的工艺、组织和性能之间的关系,重点讨论了复合处理过程中“黑色层”的形成及抑制,并探讨了氮化层对复合涂层的强化机理。     

Vacuum Tribological Properties of Titanium Enhanced via Ultrasonic Surface Rolling Processing Pretreatment and Plasma Nitriding

For the purpose of enhancing the vacuum friction-reducing and antiwear performance of UNS R50400 Ti, ultrasonic surface rolling processing (USRP) has been introduced as pretreatment of plasma nitriding (PN). Various nitriding temperatures from 650 to 950°C have been adopted to investigate the effects of USRP pretreatment on plasma nitriding of Ti. The results of experiments show that the friction-reducing and antiwear performance are enhanced by USRP pretreatment when the PN temperature is below 750°C, resulting from the formation of thicker and harder nitriding layer with a reasonable gradient structure. Nevertheless, USRP pretreatment results in a rough surface and a large-sized columnar crystal gradient structure when the PN temperature is above 750°C, leading to poor vacuum tribological performance. In aggregate, USRP pretreatment is an effective pretreatment to decrease the optimized plasma-nitriding temperature from 850 to 750°C.     

等离子体氮化与物理气相沉积复合处理的研究进展

简要综述了等离子体氮化及物理气相沉积复合处理的新进展,主要介绍了复合处理的工艺进展、复合处理镀层的组织结构、膜/基结合力、耐磨性和耐腐蚀性,并对复合处理的应用前景进行了展望。     

渗氮温度对3Cr13不锈钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

利用等离子渗氮技术,在不同温度下对3Cr13不锈钢渗氮6 h,研究了渗氮温度对渗氮层组织结构和性能的影响。结果表明:渗氮温度显著影响3Cr13不锈钢表面渗氮层的结构与性能,渗层厚度随着渗氮温度的升高而增加;渗氮温度升高促使表面相由α′N相和ε相逐渐变成CrN相及γ′相;随着渗氮温度的升高表面硬度提高,耐磨性能随之提高;而耐蚀性在低温渗氮(400℃)时比基体略有提高,之后(≥450℃)随着渗氮温度的升高呈下降趋势,且低于基体的。     

38CrMoAl液压柱塞无白亮层低温离子渗氮工艺研究

对38CrMoAl液压柱塞进行低温离子渗氮,研究不形成白亮层的工艺条件。采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对处理后的38CrMoAl钢显微组织、截面硬度、渗层脆性、耐磨性进行了分析。研究结果表明,相比于510℃常规离子渗氮工艺,38CrMoAl钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后无白亮层产生,X射线衍射分析表明表层无γ'-Fe₄N相生成。同时,38CrMoAl钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后,不仅截面硬度满足使用要求,而且渗层脆性显著降低,压痕周围均无裂纹产生。耐磨性研究表明,在较大载荷下,450℃低温离子渗氮后耐磨性比510℃常规离子渗氮好。     

铝塑复台管增强体的等离子体渗氮对基承载应力场的影响

基于有限元软件，分析了铝塑复合管承压条件下增强体铝表面应力场。结果表明，表面的应力状态为张应力。通过对增强体铝进行等离子体渗氮，在铝的表面得到了A1N层，其厚度随时间延长而增加。A1N层的存在，提高了复合管的平均弹性模量，改变了表面应力分布状态，使铝塑复合管的总承载能力进一步增加。     

离心式压缩机齿轮的快速深层等离子渗氮

采用快速深层等离子渗氮工艺对离心式压缩机齿轮进行表面处理。利用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针分析仪、努氏显微硬度计、微摩擦磨损试验机和扫描电镜对渗氮层进行分析。在510℃温度下等离子渗氮15h和20h后,渗氮层的厚度分别为341.25μm和502.33μm。渗氮层是由化合物层和扩散层两部分组成的,其中化合物层随渗氮时间的增加由ε-Fe2-3N+γ′-Fe4N双相层逐渐转变为γ′-Fe4N单相层。由于渗层中氮化物的强化作用,经过等离子渗氮处理的试样表面硬度升高,摩擦因数减小,磨损体积显著降低。渗氮层的磨损机制以粘着磨损为主。在保证芯部具有良好韧性的基础上,快速深层等离子渗氮处理能够显著提高齿轮的表面硬度,改善齿轮的耐磨损性能。     

离子渗氮炉的自动控制系统的设计

针对离子渗氮炉的基本要求和工作条件，考虑了设备电源、气氛压力和流量、辉光电压、温度控制和自动切断电弧，设计了以单片机为中心的控制系统，并编写了软件。     

离子氮化-PECVD复合处理沉积TiCN薄膜的性能研究

采用离子氮化及等离子体增强化学气相沉积复合处理方法在高速钢W18Cr4V基体上沉积TiCN涂层,即在沉积之前先对试样进行氮化处理。以金属有机物钛酸丙酯[化学式(C3H7O)4Ti]作为钛源沉积TiCN薄膜,并对最佳工艺条件下制备的薄膜进行了组织与物相观察、截面显微硬度测验、氧化试验以及耐磨试验。结果显示:经过复合处理的试样具有较平缓的截面硬度梯度、高的抗氧化性能(涂层在600℃以下具有良好的抗氧化性)和较好的耐磨性。