WC-(Co-Mo-Ni)硬质合金摩擦磨损特性研究

采用放电等离子烧结制备了Co-Mo-Ni新型粘结相WC基硬质合金,并在UMT-2摩擦磨损试验机上采用球-面对磨的摩擦方式,研究了新型粘结相硬质合金与TC4/GCr15这两种摩擦副的摩擦磨损特性.结果 表明:在同一摩擦条件下,绝大多数情况下TC4作为对偶件时硬质合金的摩擦系数较大.TC4作为对偶件时,在较低载荷下磨损形式...     

WC–Co硬质合金摩擦磨损行为的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟研究了WC–Co硬质合金在不同条件下的摩擦过程,分析了晶粒尺寸、摩擦载荷和滑动速率等因素对硬质合金摩擦磨损行为的影响,从原子尺度揭示了硬质合金发生摩擦磨损的微观机制。结果表明,随晶粒尺寸增大,相比于晶粒转动,Co相和WC中的位错滑移逐渐在摩擦引起的塑性变形机制中起主导作用。摩擦载荷增大会导致易变形的Co粘结相被挤出表面而首先去除,通过减小晶粒尺寸可以抑制Co相的挤出–磨损机制,进而提高硬质合金的抗滑动磨损性能。滑动速率升高会降低磨损速率,主要原因是在高速滑动过程中,亚表层各相中位错的形核扩展缺乏持续的驱动应力,位错密度较低,WC不易发生断裂,Co相被挤出表面造成的磨损程度明显减轻。     

DGJW40钢结硬质合金的摩擦磨损研究

对采用新工艺制成的ＷＣ钢结硬质合金（ＤＧＪＷ４０）经不同工艺淬火后回火,并进行了组织分析、摩擦表面的微观分析和磨损特性研究。结果表明：试验合金的员与硬质相剥落有关;经１１５０℃加热淬火的合金组织较为理想,回火后具有较高的耐磨性。     

45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性

 在自制的销盘式干滑动摩擦磨损实验机上研究了45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性。结果表明：材料的磨损率随着速度、载荷的增加而增大;摩擦因数随着载荷增加而减小;随着速度的改变磨损率的变化规律为：减小、增大、再减小;硬度对实验材料磨损率的影响与通常所用材料不同,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

热喷涂WC-17Co涂层摩擦磨损及电化学腐蚀性能研究

利用大气等离子体喷涂在45钢表面制备WC-17Co涂层,综合评价了涂层的耐磨性及耐腐蚀性能。通过X射线衍射仪对涂层相成分进行了表征;对涂层室温滑动摩擦磨损性能及电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:制备态涂层中存在W2C脱碳相,W2C主要形成于热喷涂涂层过程;滑动摩擦磨损试验表明WC-17Co涂层具有优良的耐磨性能,在8 N载荷下滑动摩擦磨损25 min,其磨损量仅为0.088 g;在3种溶液中电化学腐蚀试验显示WC-17Co涂层在10%HCl溶液中的自腐蚀电位最高,为-254 mV,同时腐蚀速率也最大,达2.686E-1mm·a-1。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的高温摩擦磨损性能

WC-Co-Cr是一类具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀的金属陶瓷复合涂层材料,常用于工业生产中苛刻服役环境的工件表面防护。本试验采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在Q235钢表面分别制备了WC-12Co-4Cr和WC-12Co复合涂层。使用XRD、光学显微镜、SEM以及附带的EDS、显微硬度计分别对比研究了两组涂层的物相、微观形貌、元素分布、显微硬度和孔隙率。采用球盘式摩擦试验机重点研究两组涂层在常温(25℃)、300℃、600℃下的摩擦磨损性能。实验结果表明,加入Cr元素的WC-12Co-4Cr复合涂层的硬度为1050 HV0.5比WC-12Co涂层的995 HV0.5更高。常温和300℃下两组涂层的抗摩擦磨损性能基本相似,其中常温下WC-12Co-4Cr复合涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.4、2.61×10^-17 m³ (N·m)^-1,磨损机制为磨粒磨损。而在高温(600℃)条件下磨损机制转变为粘着磨损且抗磨损性能显著优于WC-12Co涂层;摩擦系数为0.62、磨损率为1.1×10^-15 m^...     

微波烧结制备WC-12Co硬质合金

以88%WC+12%Co混合料粉为原料,采用微波烧结制备WC-12Co硬质合金,研究烧结温度与保温时间对合金密度和硬度以及显微组织的影响。结果表明,在1400～1475℃范围内,随烧结温度升高,WC晶粒长大不明显,合金密度和硬度增大。在1475℃的烧结温度下保温0min,烧结周期1.5～2h,烧结合金的相对密度达99.8%,硬度为87.5HRA,烧结样品显微组织结构均匀,但保温时间超过30min后由于晶粒异常长大以及钴相分布不均匀,导致合金的密度和硬度急剧下降。采用辅助加热材料和保温材料以及设计合理的样品摆放,可降低样品中不同部位的温度梯度,从而获得形状良好的合金样品。     

纯WC材料与WC-10Co硬质合金腐蚀行为对比研究

本文以WC-10Co硬质合金作为对比研究对象,采用动电位极化、恒电位极化和阳极电位下的交流阻抗等电化学方法,研究纯WC材料在1 mol/L NaOH溶液中的阳极极化行为。采用扫描电镜和X射线光电子能谱分析(XPS)方法对不同电位极化后的样品表面进行表征,采用交流阻抗技术研究纯WC材料在阳极电位下的界面极化行为。结果表明：由于纯WC材料中无Co相存在,较WC-10Co硬质合金更耐腐蚀。在低电位极化后,纯WC材料样品表面显现明显微孔,WC-10Co硬质合金样品表面Co相被腐蚀而在WC晶粒间留下明显的沟槽。在高电位下,两种材料腐蚀形貌均为较复杂的三维结构。XPS分析结果表明,两种材料在不同电位极化下WC晶粒表面均被氧化并生成WO₂和WO₃,纯WC材料中WC/WC晶界和微孔因表面能高,在阳极电位下优先受到氧化进而溶解于碱液中。WC-10Co硬质合金中Co氧化形成沉淀层,阻止离子扩散,导致动电位极化曲线中伪钝化区的形成。     

铜基体上超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的摩擦磨损性能

为提高铜基复合材料的耐磨性,利用超音速喷涂法在铜基复合材料表面制备了WC-12Co耐磨涂层。实验分析了涂层的微观结构、硬度、截面元素分布,并以载荷、转速为变量对涂层的耐磨性进行测试,深入分析了涂层的磨损机制及转速、载荷对涂层磨损率、摩擦因数的影响。结果表明:涂层的微观组织均匀、硬度高;耐磨性好,体积磨损率仅为10-14~10-13m3/(m·N)数量级,磨损机制主要是粘接相犁削、碳化物硬质相的脱落和涂层的剥落,磨损率、摩擦因数随转速、载荷的变化涂层呈现出不同的规律。     

316L不锈钢/Y-PSZ复合材料摩擦磨损特性

在MRH-3型高速环块磨损试验机上研究了粉末冶金方法制备的316L不锈钢/Y-PSZ金属陶瓷复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与T10钢(HRC45)的耐磨性能进行了对比.考察了316L不锈钢体积分数(30%~50%)、颗粒尺寸(10.8~51.6μm)及对偶环转速(200~280r·min^-1)对材料耐磨性的影响.结果表明:随着316L不锈钢含量的增加和颗粒尺寸的增大,或随着对偶环转速的提高,复合材料的耐磨性下降.在本文研究条件下,除个别情形外,所制备316L/Y-PSZ复合材料的耐磨性能优于T10钢;当不锈钢体积分数为30%、颗粒尺寸为10.8Ⅱm时,复合材料的耐磨性能达到T10钢的3.0~3.2倍.316L不锈钢/Y-PSZ复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢颗粒剥落和Y-PSZ基体层片剥落.     

Y_2O_3对硬质合金晶粒尺寸和摩擦磨损性能的影响

研究了稀土Y2O3对WC-10Co硬质合金晶粒尺寸、矫顽力的影响,对比了Y2O3含量0.10%(质量分数,下同)和0.30%硬质合金的摩擦磨损性能。结果表明:微量Y2O3能细化WC晶粒,有效改善合金的硬度,影响硬质合金的磁性能。低于0.15%时,WC-10Co合金晶粒尺寸随着Y2O3增加而明显细化,硬度显著增加;Y2O3含量达到0.2%以上,WC-10Co合金的晶粒尺寸基本稳定,硬度也变化不大。在相同条件下,细晶粒0.30%Y2O3的WC-10Co硬质合金比0.10%Y2O3的WC-10Co硬质合金的摩擦因数稍高,但磨损体积损失低于0.10%Y2O3合金。     

微晶玻璃与硬质合金摩擦磨损实验研究

根据微晶玻璃陶瓷与硬质合金对磨实验,研究摩擦系数和磨损率的变化规律,对陶瓷盘和金属销磨损表面形貌进行观察,并进行分析。实验数据显示,微晶玻璃与硬质合金的平均摩擦系数为0.10,在低载荷条件下,微晶玻璃的磨损率较大,随着载荷增大,微晶玻璃的磨损率下降。     

放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能

采用高能球磨制备纳米WC-3Co粉末,再通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备超细晶WC-3Co硬质合金。研究SPS工艺参数对合金致密度、显微组织和力学性能的影响,并对SPS和热压工艺(hotpressing,HP)进行对比。结果表明:SPS可实现WC-3Co粉末的低温快速致密化。升高温度或提高压力都使得合金的致密度提高,同时导致WC晶粒长大。SPS较HP升温速率快且烧结时间更短,合金组织更加均匀,在1 300℃保温5 min、烧结压力为40 MPa的条件下所制备的合金具有最佳综合性能,其平均晶粒度为0.32μm,相对密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为99.3%、2257 HV30、1 906 MPa、10.36 MPa.m1/2。而在1 450℃、压力为50 MPa、保压5 min条件下,热压合金的致密度、硬度和断裂韧性分别为99.6%、2 264 HV30和11.01 MPa.m1/2,但抗弯强度只有1 301 MPa,平均晶粒度为0.47μm。     

NiCr过渡层对高速火焰喷涂WC-Co涂层摩擦磨损性能及疲劳磨损性能的影响

WC-Co涂层作为一种性能优异的涂层,逐渐被应用于轧辊的表面防护,目前大量实验研究的有热喷涂、激光熔覆制备WC-Co涂层。本文提出用高速火焰喷涂(HVOF)在常用轧辊材料Q235钢表面制备WC-Co涂层,同时在WC-Co涂层和基体之间加入NiCr过渡层。利用SEM、XRD、摩擦磨损测试、疲劳磨损测试等测试方法,对涂层形貌结构以及各项性能与无过渡层涂层进行对比研究。结果表明,加入NiCr过渡层后,WC-12Co+NiCr、WC-10Co-4Cr+NiCr涂层硬度分别为1059.64 HV_0.3、1016.96 HV_0.3,比WC-12Co涂层(960.01 HV_0.3)、WC-10Co-4Cr涂层(1012.20 HV_0.3)更高。WC-12Co+NiCr涂层的磨损率(5.19×10^-15 m³·(N·m)^-1)远低于WC-12Co涂层(6.59×10^-15 m³·(N·m)^-1     

颗粒增强高铬铸铁基复合材料界面及摩擦学特性

以机械破碎的废弃钨钴钛类硬质合金为增强颗粒,采用负压铸渗工艺制备颗粒增强高铬铸铁基复合材料,通过金相显微镜和X射线衍射仪分析材料的显微结构和物相组成,利用销-盘式两体磨料磨损试验机研究该复合材料的耐磨性能,并将其与工程中常用的热处理态Cr20高铬铸铁材料进行对比.结果表明:由于在铸渗过程中增强颗粒的部分熔解以及W、C、Ti、Co、Fe、Cr等元素的互扩散,在界面处形成了含Fe、W、Co等元素的多种化合物,确保界面的冶金结合;该复合材料的耐磨性比热处理态Cr20高铬铸铁材料有显著提高,且当加载载荷从0.4 kg增大到2 kg时,复合材料的耐磨性表现得更为突出,相对耐磨性是热处理态高铬铸铁的3.5倍以上.     

高氮不锈轴承钢的微动磨损性能

为了探究应力和滑动速度对高氮不锈轴承钢微动磨损性能的影响,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机进行了不同应力和不同滑动速度下的微动磨损试验,对摩擦因数和磨损率进行分析,并对磨斑形貌进行观察.结果表明:试验钢的摩擦因数随应力和滑动速度的增加而减小;磨损率随应力和滑动速度的增加而增加.随着pv值(表示轴承工况的严重程度)的增大,高氮不锈轴承钢的磨损机理由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损和塑性挤出磨损.     

超细晶WC-10Co硬质合金制备的主要影响因素

利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及力学性能测试分析,研究了不同粒度的WC和Co原始粉末经不同时间球磨后的微观形貌;并对球磨后的复合粉末添加不同配比的晶粒抑制剂,进行真空热压烧结制备了超细晶硬质合金,考察了不同配比的晶粒抑制剂对超细晶硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明,使用原始细颗粒粉末,经较短时间的球磨处理就可以达到较好的细化效果;复合添加VC＋Cr3C2或VC＋TaC晶粒抑制剂对硬质合金晶粒的细化效果明显好于单一添加VC的细化效果;添加Cr3C2后WC晶粒呈近圆形,且硬质合金抗弯强度有明显提高;添加TaC后的WC晶粒呈三角形或四边形,促进了硬质合金的硬度提高。     

Friction and wear performances of borates and lanthanum chloride in water

The antiwear and friction-reducing performances of sodium borate, potassium borate and lanthanum chloride in water were evaluated on a four-ball friction tester. The topographies, element distribution and chemical characteristics of the worn surfaces were investigated by scanning electron microscope （SEM）, energy dispersion of X-ray （EDX） and X-ray photoelectron spectroscope （XPS）. The results indicated that sodium borate, potassium borate and lanthanum chloride increased extreme pressure, antiwear and friction-reducing capacities of water to a certain extent, of which potassium borate was the best candidate. Combination of lanthanum chloride with sodium borate and po- tassium borate respectively further improved antiwear and friction-reducing capacities. Scratches of worn surfaces lubricated with water containing borates and lanthanum chloride were less severe than those lubricated with water containing borates alone. A tribochemical film mainly composed of oxides of lanthanum, boron and iron reduced friction and wear for water lubricant formulated with both borates and lanthanum chloride.     

Influence of loading and rotation speed on Friction and Wear properties of CuAlBi Alloy

The variation of the friction coefficient of the CuAlBi alloy at different connecting loading and friction speed were investigated by using MMU-5G sliding friction-wear tester, besides, the wear mass loss of the CuAlBi alloy was measured, and the influence of loading and rotation speed on friction and wear properties of CuAlBi alloy was also discussed. The results show that the friction coefficient increase then decrease with increase of connecting loading as well as decreases with increase of friction speed, and the wear loss mass increases with increase of connecting loading and friction speed. As a result, the wear failure form of CuAlBi alloy is mainly ploughing.     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的滑动磨损特性

利用超音速火焰喷涂工艺在铜基复合材料表面制备WC-12Co涂层.分析了涂层的微观结构、相组成和含量以及表面和截面硬度,并对涂层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明：涂层组织和截面硬度分布均匀,耐磨性好,摩擦过程中会形成两种摩擦膜.磨损率随载荷增加而呈增大趋势,随转速的增加呈先减小后增大的趋势.涂层最适用的环境为300~500 r·min^-1和2~3 N,磨损率与滑动速度间的回归方程满足一元二次函数;磨损率与载荷间的回归方程满足指数方程.