空调压缩机滑片用低成本GDL-4高速钢与M2钢耐磨性对比

滑片是空调压缩机的核心零件,要求其材料有较高红硬性及耐磨性,对低成本GDL-4高速钢与M2钢分别在软氮化和未经软氮化的处理状态下,进行300 N载荷的耐磨性对比试验。结果表明:在未经软氮化状态GDL-4高速钢的耐磨性稍低于M2钢;而经过相同的软氮化工艺后,GDL-4钢的耐磨性能略好于M2钢;GDL-4高速钢和M2钢软氮化渗层厚度相当,且GDL-4高速钢渗层的外层硬度高于M2钢。     

国外文摘

化学热处理8906001 提高燃油泵柱塞副的耐磨性和耐腐蚀性——等,1988,№5～8。(俄文) 油泵柱塞副使用寿命短,主要是因磨粒磨损和腐蚀。造成磨粒磨损的石英硬度为HV 1130,而工件表面硬度H V800～950。提高表面硬度就能提高耐磨性。研究了用铬钛复合渗提高零件的耐磨性和耐蚀性,表明,铬钛复合渗能有效地提高氮化零件的耐磨和耐蚀性。因为在渗层形成了硬度为H1650的氮化铬(Cr_2N),同时有较高的耐腐蚀性。使用过的氮化处理25 X5MA钢件,经铬钛复合渗后     

T10钢低温双辉等离子表面渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬技术,首先在560℃对T10钢进行不同时间的渗铬,再对已渗铬试样进行4h离子氮化,研究了该工艺对渗镀铬层硬化效果的影响.结果表明:双辉渗铬后的渗层由厚3～5μm的沉积层+扩散层组成,沉积层组织致密并与基体结合良好,基体组织和晶粒度与渗铬前基本一致;沉积层铬浓度达45%(质量分数)以上,内有20～25μm的扩散层,铬浓度向内呈梯度分布;表面物相均由Fe,Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达650~850HV,向内逐步降低,呈梯度分布.沉积层厚度、渗层深度、渗层的铬浓度及显微硬度等均随渗铬时间的增加而增加.渗层经离子氮化后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6,CrN,Fe4N,表面显微硬度提高到1000~1350HV,较未氮化前提高约60%以上.     

空调压缩机滑片用GDL-4高速钢与M2钢氮化后不同载荷下耐磨性能的对比分析

空调压缩机滑片对制造材料的红硬性和耐磨性能有较高要求,生产中通常采用高速钢+表面氮化处理工艺制造。本文将研发的GDL-4高速钢与M2钢在同一软氮化工艺下,分别在300 N,400 N和500 N的载荷下进行摩擦磨损试验,对比其耐磨性。结果表明:相同软氮化工艺条件下,GDL-4高速钢在各个载荷下的耐磨性能均优于M2钢,钢氮化后的表层硬度对其耐磨性有明显影响。     

工业纯铁等离子体注入与氮化工艺及其性能研究

采用低电压高频率脉冲等离子体浸没离子注入与氮化技术在工业纯铁上进行氮离子注入及氮化强化处理,研究了不同脉冲宽度下,工业纯铁等离子体浸没离子注入与氮化处理的结构及性能.通过X射线衍射谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度、销-盘磨损实验,研究了工业纯铁氮离子注入及氮化后的结构、断面组织、表面元素含量、显微硬度、摩擦磨损性能;通过电化学极化方法在0.9%NaCl溶液研究了改性层的耐腐蚀性.研究结果表明:氮等离子注入及氮化后能显著提高纯铁表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,且表面形成结构为Fe3N和Fe4N的针状组织,针状组织是提高纯铁性能的关键因素;高脉冲宽度下进行等离子注入及氮化有利于提高纯铁表面的机械性能和耐腐蚀性能.     

液体渗氮工艺对CrNiMo钢渗层厚度和硬度的影响

为了探讨无毒液体渗氮工艺对CrNiMo钢渗层的效果,采用正交试验方法研究了氮化温度、氮化时间和尿素添加量对CrNiMo钢液体渗氮层的脆性、渗层厚度和硬度的影响.结果表明,尿素添加量是影响渗层脆性和硬度的主要因素,氮化时间是影响渗层厚度的主要因素,氮化温度对渗层厚度和硬度的影响较小.最优渗氮工艺为570℃,氮化时间5 h,尿素添加量为50 g/h,此时渗层厚度为0.235mm,最高硬度为920HV,脆性级别为1级.     

TA2钛合金真空脉冲气体氮化层的性能

为了进一步提高钛合金表面改性层的质量,采用真空脉冲气体氮化法在不同温度下对工业纯钛TA2进行氮化处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、硬度仪、摩擦磨损试验及极化曲线分析了氮化层的组织结构、耐磨性能、耐腐蚀性能和表面硬度梯度等,研究了氮化温度对氮化层性能的影响。结果表明:TA2钛合金经过不同温度氮化处理后,其表面主要形成Ti N_(0.3)相;氮化层厚度和表面硬度都随温度的升高而增加,当温度升高到900℃时,氮化层厚度达60μm,表面硬度达750 HV,耐磨性及耐蚀性较基材大幅提高,磨损速率由基材的0.277 8 mg/(h·cm~2)减小至0.000 4 mg/(h·cm~2),腐蚀速率降低了2个数量级;800~900℃温度范围内,氮化温度对氮化层的耐腐蚀性能影响不大,但是温度的升高使得表面组织变得粗大,同时脆性有所增加。     

钛铝基合金离子碳氮共渗及其耐磨性的研究

为提高TiAl基合金的耐磨性及抗高温氧化性,利用渗氮在TiAl基合金表面形成氮化物,以提高耐磨性;渗碳形成致密且与基体结合牢固的碳化物层,提高抗高温、抗氧化性;将二者结合,采用辉光离子碳氮共渗的方法,研究了渗层的相结构组成、不同工艺参数对TiAl基合金离子碳氮共渗后渗层厚度以及表面硬度和耐磨性的影响.结果表明:TiAl基合金共渗层是由碳氮化合物层与过渡层组成的复合相结构;随共渗温度的升高和时间的延长,渗层厚度增加;与未经共渗处理的试样相比,表面硬度及耐磨性显著提高.X射线衍射结果显示,渗层主要由TiC,TiN,AlTi3,Al2O3等组成.     

Ni-MO合金镀层热处理后组织和性能的研究

本文探讨了电镀Ni—Mo合金层在热扩散、氮化、渗碳、渗铝及渗铬等热处理条件下的组织和性能,试验结果表明:Ni—Mo台金镀层具有相当广泛的可热处理特性。经热处理后可显著提高其硬度、耐磨性和耐蚀性,因此可望成为一种新的表面强化手段。     

PIII技术制备c-BN硬化层

采用一种新型的等离子体浸没式离子注入技术(PIII)在渗硼后的50Mn钢试样上制备出了厚度为0.15~0.2mm的立方氮化硼(c-BN)表面硬化层。经X光电子能谱(XPS)和X光衍射分析(XRD),发现硬化层中的组织有立方氮化硼(c-BN)、六方氮化硼(h-BN)、B2O3、FeB和Fe2B。在表层60nm的深度范围内,c-BN的含量较高。采用球盘式无润滑滑动摩擦试验和维氏显微硬度试验分别对渗硼+PIII复合处理以及单独渗硼的50Mn钢试样的性能进行了对比试验。结果表明,与单独渗硼的试样相比,渗硼+PIII复合处理的试样具有高得多的硬度(高达Hv0.1N44GPa)和耐磨性。该项技术在电缆压模上进行了应用试验,获得了较好的应用效果。     

高性能磁流变液悬浮相表面改性的研究

对悬浮相铁粉的表面进行镀镍和渗氮,从而改善磁流变液的性能。通过扫描电镜分析、热重分析、XRD分析、磁化特性分析,发现镀镍和渗氮可以提高铁粉的抗氧化性,渗氮后粒子表面形成1层Fe4N。摩擦性能的分析表明渗氮后提高了磁流变液的耐磨性。     

Ni-P/Ag纳米复合化学镀层的耐磨损性能

Ni-P/非金属纳米化学镀溶液中纳米粒子容易团聚,镀液难以保持稳定性.在化学镀Ni-P溶液中添加纳米银粒子,在钢铁基体上制备了Ni-P/Ag纳米复合镀层.用显微硬度计、金相显微镜等技术分析了镀层的厚度、硬度和表面形貌,用磨损试验机研究了镀层的耐磨损性能.结果表明:银纳米粒子在镀液中的含量为1.0×10-7mol/,L,银纳米粒子加快了镀层的沉积速度,使纳米复合镀层厚度增加;在相同的施镀条件下,Ni-P/Ag纳米复合镀层比Ni-P镀层具有更高的硬度和更好的耐磨损性能.     

化学镀镍在舰船冷却器防护中的应用

通过正交试验法优选出一种具有高磷含量的快速化学镀镍工艺配方。用扫描电子显微镜和能谱法分析了镀层结构和磷元素的含量。对镀层进行中性盐雾试验、腐蚀介质浸泡试验并测定极化曲线 ,结果表明 ,化学镀层具有优良的耐蚀性能、较高的硬度和耐磨性能 ,可在钢铁、铜、不锈钢等材料的表面上施镀 ,是舰船冷却器防护的有效方法     

37CrMoMn钢渗氮处理微观组织与性能研究

对37CrMoMn钢钻杆接头进行气体渗氮处理,采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计及磨擦磨损试验研究了渗氮层的显微组织、硬度及耐磨性能。结果表明：渗氮层厚达150μm,氮化形成的ζ-FezN相、ε-F-e3N相和Cr2N相等氮化物增强相,使表面硬度显著增加。渗氮层与基体材料相比摩擦系数显著降低,钻杆接头经过渗氮后,耐磨性提高了8倍。     

预镀镍对化学镀Ni-P-PTFE复合涂层结构和性能的影响

本文研究了预镀镍过程中不同电流密度和不同沉积时间下形成的预镀镍层对Ni-PPTFE(Poly tetra fluoro ethylene)复合涂层的微观结构和力学性能的影响。首先对304不锈钢基体进行合理的前处理,然后在基体上闪镀一层镍,最后在基体上进行化学镀Ni-P-PTFE复合涂层。通过控制预镀镍过程中的电流密度和沉积时间,利用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、WS-2005涂层自动划痕仪、HSR-2M摩擦磨损试验机对复合涂层的微观结构和力学性能进行了表征。结果表明:不同电流密度和不同沉积时间下形成的预镀镍层对Ni-P-PTFE复合涂层的微观组织、涂层硬度、结合力和摩擦系数都具有较大的影响。当电流密度为3.3A/dm~2,沉积时间为6min时,NiP-PTFE复合涂层的综合性能最佳,复合涂层的表面光滑均匀,其硬度和结合强度分别达到3.874GPa和27.45N,表面摩擦系数为0.145。     

表面纳米化预处理对316L不锈钢渗氮层摩擦学性能的影响

为改善奥氏体不锈钢的表面硬度和耐磨性,采用超声滚压与离子渗氮复合工艺对316L不锈钢表面进行了表面强化处理。利用扫描电镜(SEM)、硬度计、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪以及摩擦磨损试验机等测定了渗氮层的硬度、深度、含氮量和物相组成,研究了表面晶层组织结构对离子渗氮行为和渗氮层在润滑油条件下摩擦学性能的影响。结果表明:直接渗氮和超声滚压/渗氮试样表层组织均由S、γ'、ε和Cr N相组成,渗氮层厚度均为20μm,直接渗氮层以S相为主,超声滚压后渗氮层以ε和γ'相为主,组织结构较为致密;超声滚压/渗氮层的平均渗氮含量是直接渗氮层的2.88倍,摩擦系数降低了0.04,显微硬度和耐磨性是直接渗氮层的1.15倍和2.76倍;超声滚压处理诱使316L不锈钢表面形成的纳米晶层组织结构增强了渗氮试样表面的催渗效能和对渗氮层的支撑强度,超声滚压后渗氮试样的表面耐磨性能最好。     

Hardness and structural correlation for electroless Ni alloy deposits

Electroless nickel (EN) plating has received attention as a hard coating for industrial applications due to its high hardness, uniform thickness as well as excellent corrosion and wear resistance. The electroless Ni–P deposit is a supersaturated alloy in as-deposited state, and can be strengthened by precipitation of nickel phosphide crystallites with suitable heat treatments. However, the hardness of Ni–P films degrades with excessive annealing due to grain coarsening. This is the most severe barrier for electroless Ni–P deposition process from replacing chromium plating in industrial sectors. This problem is addressed in the paper by modifying the conventional electroless Ni–P bath to co-deposit tungsten to increase the hardness of the coating. Structural changes in the coating due to incorporation of tungsten are also highlighted. Deposition is done from an alkaline hypophosphite bath. Deposits with varying tungsten content are synthesized. Chemical analysis shows that tungsten incorporation reduces the phosphorus content in the deposit. Phosphorus content varied from 3 to 7 wt.% depending upon the tungsten incorporation in the deposit which in turn varied between 8 and 18 wt.%. Coatings with high tungsten content possess high hardness when compared to binary Ni–P as well as low tungsten ternary alloy deposits.     

Residual stress influence on fatigue lifetimes of electroplated AISI 4340 high strength steel

Residual stresses play an important role in the fatigue lives of structural engineering components. In the case of near surface tensile residual stresses, the initiation and propagation phases of fatigue process are accelerated; on the other hand, compressive residual stresses close to the surface may increase fatigue life. In both decorative and functional applications, chromium electroplating results in excellent wear and corrosion resistance. However, it is well known that it reduces the fatigue strength of a component. This is due to high tensile internal stresses and microcrack density. Efforts to improve hard chromium properties have increased in recent years. In this study, the effect of a nickel layer sulphamate process, as simple layer and interlayer, on fatigue strength of hard chromium electroplated AISI 4340 steel hardness – HRc 53, was analysed. The analysis was performed by rotating bending fatigue tests on AISI 4340 steel specimens with the following experimental groups: base material, hard chromium electroplated, sulphamate nickel electroplated, sulphamate nickel interlayer on hard chromium electroplated and electroless nickel interlayer on hard chromium electroplated. Results showed a decrease in fatigue strength in coated specimens and that both nickel plating interlayers were responsible for the increase in fatigue life of AISI 4340 chromium electroplated steel. The shot peening pre-treatment was efficient in reducing fatigue loss in the alternatives studied.     

纯铁及结构钢快速气体渗氮工艺及机理研究

研究了纯铁及38CrMoAlA钢分别在500℃、0~0.4MPa压力和510℃、0~0.5MPa压力条件下的氨气渗氮行为。提高渗氮压力可显著加速气体渗氮动力学过程,纯铁在500℃和0.4 MPa下气体渗氮处理5h后渗氮层厚度(1160μm)可同比达到常规渗氮层厚度(205μm)的5倍以上,而38CrMoAlA钢经510℃和0.5 MPa压力下渗氮5h后的渗氮层厚度(400μm)几乎与常规渗氮50h所得硬化层厚度(440μm)相当。同时,纯铁及38CrMoAlA钢渗氮层中ε-Fe2-3N与γ′-Fe4N的相比例、氮势及表层硬度均随压力的提高呈现先增加后降低的变化趋势。提出了一种合金结构钢表面高强高韧渗氮层快速复合制备工艺(增压渗氮+冷轧)。与一段式常规渗氮及增压渗氮工艺相比,复合工艺处理表层硬度及韧性均较优良,尤其高剪切应力磨损条件下复合处理表层的耐磨性能最优,在20~600℃热循环处理10~300次条件下复合处理表层的耐热疲劳性能最佳。研究了42CrMo钢在既定的渗氮周期内(6h)以NH3为介质,530℃及不同压力循环次数条件下的气体渗氮行为。在渗氮温度和总时间相同条件下,循环压力气体渗氮样品化合物层随压力循环次数的增加逐渐减薄,渗氮层整体厚度随压力循环次数的增加逐渐增加,同时渗氮表层韧性随压力循环次数的增加逐渐增强。     

表面激光织构化复合盐浴渗氮改性304钢的摩擦学特性

为了较大程度上提高304钢在各工业领域的应用,采用M-DPSS-50半导体激光打标机在304钢基体表面刻蚀出直径及间距分别为269,131μm的点坑状织构,之后采用盐浴渗氮炉对织构化表面进行渗氮处理。分别采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜及显微硬度测试仪检测复合改性表面的化学成分、表面形貌及表面显微硬度;采用微机控制多功能摩擦磨损试验机测试复合改性表面的摩擦学性能。结果表明:织构化处理获取了规则的织构点坑表面,盐浴渗氮处理后表面的显微硬度达到574.27 HV1 N,大大高于304钢基体表面的222.58 HV1 N。渗氮光滑表面的抗磨减摩特性都显著优于304钢基体表面,而复合改性表面又都明显优于渗氮光滑表面,说明复合改性表面具有极为优异的抗磨减摩特性。