W6Mo5Cr4V2钢离子渗硫层与液体渗硫层的摩擦磨损性能对比

采用离子渗硫和液体渗硫技术分别在W6Mo5Cr4V2钢表面制备渗硫层,采用摩擦磨损试验、磨损表面形貌测量和EDS分析了两种渗硫层的摩擦磨损性能、磨痕形貌、磨损程度和渗层S含量的变化,并通过运转考核试验,从外观、尺寸检测和微观磨损形貌综合对比了离子渗硫件和液体渗硫件的稳定性和可靠性。结果表明,离子渗硫层的摩擦因数、寿命、磨痕最大深度、磨损面积和渗层中S含量等均等同或优于液体渗硫层。运转考核试验结果表明,离子渗硫和液体渗硫均可满足工件使用需要。     

激光熔敷合金层组织与高温磨损性能的研究

通过显微组织观察及不同成分、不同温度下的高温干摩擦磨损试验，对激光熔敷合金层高温干摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，Ni21 20%WC 0.5?O2熔敷层的高温干摩擦磨损性能最好。     

激光熔覆-离子渗硫复合改性层的减摩耐磨性能

根据抽油泵柱塞对耐磨耐蚀及自润滑性能的迫切需求,采用激光熔覆离子渗硫复合工艺对45钢表面进行强化,得到了复合固体润滑渗硫层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子探针显微分析(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射(XRD)等方法表征渗硫层表面的组织结构、形貌成分及物相组成,用摩擦磨损试验机研究渗硫层的减摩耐磨性能。结果表明：激光熔覆离子渗硫工艺得到的复合层为硫化物层,厚度约为3~5 μm,质软且疏松多孔,主要成分为FeS,而且与基底之间没有明显的过渡层,界线明显,结合紧密。该渗硫层是一种理想的摩擦表面,具有优异的减摩耐磨性能,离子渗硫技术为原位合成固体润滑剂FeS提供了一种新方法。     

高功率密度柴油机缸套激光渗硫复合处理技术研究

为提高大功率密度柴油机缸套的抗高温粘着磨损性能,文中采用高能量密度的激光束对柴油机缸套内壁进行网格化淬火处理,然后用低温离子渗硫技术在缸套内壁外层生成固体润滑的FeS相.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计等分析设备对缸套内壁的强化层进行表征分析,采用T11高温摩擦磨损试验机对处理前后缸套内壁的抗高温磨损性能进行了比较研究,研究结果表明:缸套内壁经过激光渗硫复合处理后,抗高温粘着性能大大提高,同时渗硫层能够防止发动机刚启动时机油润滑不良导致的异常磨损和改善摩擦副之间的润滑效果.探讨了缸套内壁复合处理强化前后的摩擦磨损失效机理.     

激光熔敷Ni基合金层的高温干摩擦磨损性能研究

利用ＣＯ２连续激光器,对耐热铸铁表面进行了Ｎｉ基ＷＣ、Ｎｉ基ＷＣ中加入少量稀土元素ＣｅＯ２等合金粉末的激光熔敷,研究了不同成分激光熔敷层的高温硬度,高温干磨磨损性能,对摩擦磨损后的表面形貌进行了分析研究,试验结果表明,Ｎｉ２１＋２０％ＷＣ＋０．５％ＣｅＯ２熔么的高温性能较好。     

灰铸铁表面渗硫层的摩擦磨损性能

通过低温离子渗硫技术和化学转化技术,分别在灰铸铁表面制备固体润滑层渗硫层和磷酸盐层,采用SEM-EDS、XRD、纳米压痕仪、X射线应力分析仪分析了两种固体润滑层表面的组成元素、组织结构、厚度、硬度、残余应力及磨痕形貌,通过摩擦磨损试验对比研究了灰铸铁基材及表面固体润滑层的减摩耐磨性能,并用三维白光干涉仪对摩擦磨损试验后的磨痕体积进行分析。结果表明,灰铸铁表面磷酸盐层及渗硫层表面的多孔结构都具备储油润滑的特性,但渗流层的表面硬度及残余压应力都比磷酸盐层高,且渗硫层是活性硫原子渗入到基体内而形成的具有减摩润滑作用的共价键化合物FeS,而且灰铸铁基体与渗硫层的对磨过程中还伴有活性硫原子的转移及重组的动态平衡过程。因此在同等试验条件下,与磷酸盐层相比,渗硫层的摩擦因数降低了23.5%,渗硫层的磨损量降低了31.6%,即渗硫层的减摩耐磨性能比磷酸盐层更优,压缩机内零部件渗硫处理后的能效(COP)提升效果显著。     

激光淬火对钛合金TC11微动磨损性能的影响

研究了激光淬火对钛合金TC11微动磨损性能的影响。结果表明：在不同微动幅度和法向载荷作用下,钛合金TC11激光淬火后抗微动磨损能力均有所提高,提高幅度与微动幅度大小和法向载荷高低有关。钛合金TC11激光淬火后微动磨损性能的改善是组织细化、表面硬度提高的结果。     

离子渗硫层的抗擦伤性能及耐磨性研究

采用低温离子渗硫技术在４５钢表面形成一定厚度的渗硫层。用销盘试验机在机械油润滑条件下对渗硫表面的抗擦伤性能,减摩及耐磨性能进行了系统研究。采用ＥＤＸ和ＡＥＳ分析了边界润滑膜的成分。结果表明：在低速条件下渗硫层可显著改善钢表面的抗擦伤性能,且具有较好的减摩耐磨作用。在磨损过程中,渗硫层促进了摩擦表面氧化物的形成。厚度适当的渗层可使边界润滑膜中的硫氧比处于最优范围,使表面承载能力提高。同时其对磨面的磨损也有所降低。     

离子渗硫层的抗擦伤性能及耐磨性研究

采用低温离子渗硫技术在45钢表面形成一定厚度的渗硫层.用销盘试验机在机械油润滑条件下对渗硫表面的抗擦伤性能,减摩及耐磨性能进行了系统研究.采用EDX和AES分析了边界润滑膜的成分.结果表明在低速条件下渗硫层可显著改善钢表面的扰擦伤性能,且具有较好的减摩耐磨作用.在磨损过程中,渗硫层促进了摩擦表面氧化物的形成.厚度适当的渗层可使边界润滑膜中的硫氧比处于最优范围,使表面承载能力提高.同时其对磨面的磨损也有所降低.     

激光熔覆镍基金属陶瓷涂层组织与高温磨损性能的研究

通过显微组织观察及高温干摩擦磨损试验，对激光熔覆镍基金属陶瓷涂层及其高温干摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，Ni21＋20％WC＋0．5％CeO2熔覆层组织细小，高温干摩擦磨损性能最好。     

激光再制造金属零件熔覆层组织及耐磨性能

采用Fe-Cr-B-Si-Mo铁基合金粉末进行激光多层熔覆,利用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM),显微硬度计和磨损试验机分析了熔覆层的显微组织,测试了涂层的硬度和耐磨性能.试验发现,多层熔覆层组织致密,具有快速凝固组织特征;层间形成了冶金结合,从而使整个材料在理论上没有薄弱环节.结果表明,熔覆层硬度达到760～780HV;45钢基体的体积磨损量是激光熔覆层的21.7倍;激光熔覆层具具有较好的冶金质量和耐磨性.     

镁合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层的组织和耐磨性

以Al-Si共晶合金粉末为熔覆材料,在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对激光熔覆层的组织、成分和相组成进行了分析,测试了激光熔覆层的显微硬度和磨损性能。结果表明,激光熔覆层由α-Mg过饱和固溶体和Mg17Al12、Mg2Si、Al3Mg2金属间化合物等相组成,且与基材之间形成了良好的冶金结合。由于激光熔覆层中存在金属间化合物析出相强化、细晶强化和固溶强化等多种强化作用,熔覆层的硬度比AZ91D合金提高了3#4倍,磨损量比AZ91D合金降低了72%。     

亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层耐磨性能的影响

研究了亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,与未淬火试样相比,亚温淬火后NiCrMo-3堆焊层的晶粒较小,呈絮状分布。堆焊层表面的主要物相为金属间化合物CrO₂和NiFe₂O₄,基体间存在Ni、Cr元素形成的间隙化合物。亚温淬火后堆焊层的硬度较高并具有良好的耐磨性能,且强度提高,但韧性下降。亚温水淬时的摩擦因数在摩擦过程中减小,拉伸断口中的脆硬相之间有韧性带状组织。     

GCr15钢表面激光淬火的组织与性能

利用HL-1500无氦横流CO2激光加工机对GCr15钢表面进行激光淬火处理。采用SSX-550型扫描电子显微镜(SEM)、XJL-02A立式金相显微镜(OM)、DMH-2LS努氏显微硬度计、ML-10滑动摩擦磨损试验机和ZF-3恒电位仪等设备对不同功率下相变硬化层的显微组织及性能进行研究。结果表明:相变硬化区的组织为细小针状马氏体和少量球状碳化物,过渡区的组织为马氏体、残留奥氏体、铁素体和碳化物;试样的硬化层硬度比基体提高了2.2～3.5倍,当激光功率为1050W时,硬化层深度最大,可达0.7mm,耐磨性比基体提高3倍,耐蚀性也显著提高。     

激光熔覆Co+Ni/WC复合涂层的组织和磨损性能

在低碳钢表面激光熔覆了钴基合金涂层(Co60)以及添加不同含量镍包WC(10%,20%,质量分数)的Co Ni/WC复合涂层,比较研究了几种涂层的组织与磨损性能.结果表明,Co60涂层主要由初生γ-Co枝晶及其间的共晶组织γ Cr23C6组成;Co Ni/WC涂层主要由未熔WC,γ-Co枝晶及细小的共晶组织组成,主要组成相有γ-Co,Cr7C3,Co3W3C和未熔WC等.添加WC改变了Co60涂层的定向枝晶生长模式,并细化了枝晶组织.且WC加入量提高,效果越明显.激光熔覆过程中WC颗粒与钴基合金界面间发生了扩散反应溶解,镍包覆有助于WC的残存.与Co60涂层相比,Co Ni/WC复合涂层的硬度与耐磨性均明显提高,Co 20%WC涂层的抗磨损性能提高1倍以上.     

SiCp增强铝基复合激光熔覆层组织和磨损性能研究

采用CO2激光器在ZL102合金表面熔覆SiCp-Al基复合涂层,利用SEM和XRD等分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的硬度和磨损性能.结果表明,激光熔覆层表层呈过共晶组织形态,由针状Si、α-Al Si共晶和少量的SiC颗粒组成,底层呈亚共晶组织形态,由α-Al树枝晶,α-Al Si共晶和SiC颗粒组成.激光熔覆层与基材结合区组织为定向生长的树枝晶,且与基材呈联生结晶特征.激光熔覆层的硬度在220～280HV之间,显著提高了ZL102合金的耐磨性能.     

TC4钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织和耐磨性

采用5 kW横流CO₂激光器,在TC4钛合金表面熔覆TiC、TiB₂与Ni的混合粉末,制备了无气孔、无裂纹、组织均匀致密的复合涂层。用SEM、EDS、XRD、显微硬度计以及立式万能摩擦磨损试验机分析了激光熔覆层的显微组织、成分和物相,测试了激光熔覆层横截面显微硬度,以及覆层耐磨性能。结果表明,激光熔覆复合涂层与基体呈冶金结合;熔覆层组织从表层到结合区呈现出由棒状、块状向树枝状、颗粒状转变的趋势,且主要由Ti、TiC、TiB、Ti₂Ni、TiNi等相组成;熔覆层显微硬度最高可达863 HV0.2,为基体的2.5倍;熔覆层耐磨性能较TC4钛合金明显提高。     

激光熔覆WC/Co-Cr合金涂层的组织及耐磨性

采用YAG固体激光器于45钢表面熔覆WC/Co-Cr合金涂层,对涂层的微观组织及界面结构进行了分析。探讨了不同WC添加量对涂层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,涂层主要由CrCo、WC以及W₂C相组成,还含有一定的Co的固溶体以及Cr₇C₃相。涂层微观组织呈大致等轴的细小网状共晶组织,涂层与基体呈冶金结合,表面硬度在1100 HV0.02左右。WC含量对涂层硬度以及磨损性能影响较大,呈显著的磨粒磨损机制。但当WC含量增加到20wt%以后,表面微裂纹增多,脆性增大,对使用寿命有不利影响。     

纯铜表面激光熔覆铜合金涂层的组织及耐磨性

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及能谱分析对纯铜表面送粉激光熔覆制备的铜合金涂层进行了分析.结果表明,涂层与基体为冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷,涂层稀释率极低,铜合金涂层在凝固过程中通过液相分离形成大量均匀弥散分布的细小球形分离相、富含铜的固溶体和少量大块分离相聚集体;细小分离相的平均直径小于5μm,分离相由富含Fe、Co、Mo的多元金属硅化物组成.富含铜固溶体的硬度为280 HV0.1,大块分离相聚集体的硬度为510 HV0.1.磨损试验结果表明,激光熔覆涂层的耐磨性较纯铜基体有显著提高.     

激光熔覆Fe/NiCr-Cr3C2复合涂层的组织和磨损性能

利用激光熔覆技术在GCr15 钢表面制备Fe/NiCr-Cr₃C₂复合涂层,研究不同NiCr-Cr₃C₂含量对铁基涂层微观组织和磨损性能的影响。结果表明:随NiCr-Cr₃C₂含量的增多,复合涂层显微组织逐渐细化,在铁基合金里掺入NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷粉末导致复合涂层里残留奥氏体含量增多,α-Fe相含量减少,截面硬度显著降低。当加入10%NiCr-Cr₃C₂时,复合涂层中出现较多的Cr₃C₂和Cr₂₃C₆硬质相,同时磨痕表面生成了具有减摩作用的氧化产物,从而降低了磨耗和摩擦阻力,使涂层表现出最佳的耐磨性能。