钛合金表面W-Mo共渗层耐磨性研究

利用针状等电位空心阴极辉光放电技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面进行W-Mo共渗。利用扫描电镜(SEM)观察了W-Mo共渗改性层的表面形貌和截面形貌;采用能谱仪(EDS)检测了改性层元素含量分布;采用X射线衍射仪(XRD)分析了改性层的相结构;利用球-盘摩擦磨损试验仪测试了共渗层在室温和高温干摩擦条件下的耐磨性能。结果表明:在750℃条件下,共渗处理3 h后,在钛合金表面形成了厚度约为23.1μm的W-Mo改性层。改性层主要由Al Mo Ti_2和Ti_xW_(1-x)相组成。相比于Ti6Al4V基体的摩擦系数,在室温和500℃干摩擦条件下改性层的平均摩擦系数仅为0.21和0.38。摩擦系数显著降低,说明耐磨性能显著提高。     

Ti-6Al-4V合金激光表面合金化制备Ti_5Si_3/Ti耐磨复合材料涂层研究

利用预涂 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化 ,制得以初生及共晶金属间化合物 Ti5Si3为增强相的快速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层 ,研究了激光表面合金化 Ti5Si3/β- Ti耐磨复合材料表面改性层的显微组织及其在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下的耐磨性能。结果表明 :利用 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化处理后 ,合金层硬度及耐磨性大幅度提高。     

Ti-Al-Cr-Nb-V合金激光表面原位TiC颗粒增强涂层及耐磨性研究

分别以高纯石墨粉C和C Nb混合粉末为原料，对Ti-46Al-2Cr-1．5Nb-1V合金进行了激光表面合金化处理，对激光改性层的显微组织以及成分进行了观察与分析，并对该合金原始组织及经C或C Nb激光表面改性层的室温耐磨性能进行了对比分析研究。研究结果表明，C和C Nb激光表面合金化处理后，在合金表面均“原位”形成了TiC颗粒，Nb以固溶原子形式存在于表面改性层中，TiC颗粒的大小，形态及分布强烈取决于激光工艺参数；经C或C Nb激光表面合金化处理后，TiAl合金的室温滑动磨损耐磨性能均有不同程度的提高，其中经C Nb的激光表面合金化后的试样表现出最佳的抗室温滑动磨损性能。     

钛合金激光熔覆NiCr/Cr3C2-20%WS2涂层的耐磨性

为提高Ti6Al4V钛合金的耐磨性能,以NiCr/Cr3C2-20%WS2复合粉末为原料,采用激光熔覆技术在钛合金表面原位合成自润滑耐磨复合涂层,系统地分析了涂层的物相、显微组织、硬度、摩擦学性能和对偶件的磨损形貌。结果表明：对比激光熔覆NiCr/Cr3C2涂层(其显微硬度为1167 HV0.5),添加20%WS2后复合涂层的硬度(1076 HV0.5)略有下降,但由于Ti2SC和CrS自润滑相的产生,涂层的耐磨减摩性能明显提高,同时Si3N4对磨球的磨损表面光滑,无明显塑性变形,显示出NiCr/Cr3C2-20%WS2复合涂层具有良好的自润滑耐磨性能。     

Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金碳硅元素激光表面合金化涂层的显微组织及耐磨性能

采用HL-5000型横流CO2激光器在氩气保护情况下对预置石墨和硅混合粉末的β型Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn钛合金进行激光表面合金化处理,在合金表面原位生成碳、硅和钛的化合物改性层,并对其激光表面合金化改性层的显微组织和耐磨性能进行研究。结果表明,在激光功率1200 W、激光扫描速度6 mm/s、激光束斑直径5 mm条件下,得到表面平整、细密、无裂纹且与基体形成良好冶金结合的激光表面合金化改性层;改性层外表面主要由细小的TiC颗粒和等轴状Ti5Si3C1-x组成,而靠近基体的内表面层则由TiC枝晶相和共晶组织(Ti3SiC2+β-Ti)组成;改性层外表面硬度可达1262HV0.2,摩擦因数约为0.649,而基体的硬度约为225HV0.2,摩擦因数约为1.039;与基体合金相比,基体的表面合金化改性层表现出良好的耐磨性能。     

电子束重熔对熔丝沉积钛合金表面组织及性能的影响

目的 通过表面重熔处理解决沉积钛合金固有组织引起的表面磨损不均及摩擦不稳定的难题,以拓宽沉积钛合金的应用领域。方法 采用电子束重熔工艺对熔丝沉积Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。利用体式显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪等分析重熔前后钛合金表层的宏观形貌、显微组织及物相组成变化,运用纳米压痕仪及摩擦磨损试验机考察重熔层的表面纳米力学性能及耐磨性能,并采用三维光学轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨损形貌特征。结果 经电子束重熔处理后,熔丝沉积钛合金沉积方向表面组织由不均匀的α+β组成的网篮组织及魏氏组织转变为均匀分布的细针状马氏体(α’)。重熔处理试样表面纳米硬度均匀,且得到明显提升,达3.8 GPa,相较于未重熔试样提高了15%以上,表现出较高的硬弹性。重熔层具有稳定的摩擦系数和较优的耐磨性,其平均摩擦系数为0.45,磨损率为3.59×10^-13 mm³/(N·m),相较于未重熔试样,分别降低了19.6%和22.1%,其磨损机理以磨粒磨损、氧化磨损及粘着磨损为主。结论 电子束重熔工艺能够有效改善熔丝沉积钛合金沉积方向的表面组织均匀性,可获得优异的...     

Ti6Al4V合金等电位空心阴极辉光放电W-Mo-C渗层的耐磨性

在800℃以下,利用等电位空心阴极辉光放电特性,以针状钨钼合金棒和高纯石墨棒为源极,在Ti6Al4V合金表面进行W-Mo-C多元共渗。由于处理温度明显低于钛合金相变温度,不发生相变,避免了高温对钛合金基体的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了改性层的表面形貌和截面形貌;用XRD分析了改性层的相结构;用显微硬度计测量了显微硬度;利用球-盘摩擦磨损实验仪测试了改性层在室温干滑动摩擦条件下的耐磨性。结果表明:在温度750℃,工作气压35~50 Pa,共渗时间4 h工艺条件下,Ti6Al4V合金表面形成25μm厚的合金改性层。改性层显微硬度值达到840 HV,较基体的450 HV显著提高。改性层主要由MoTi、TixW1-x、W2C、α-Ti相组成。改性层在大幅提高钛合金表面耐磨性能的同时,也表现出良好的减摩性能,磨损量是基体材料的1/20,摩擦系数从0.50左右降为0.35。     

纯钛TA1化学气相沉积表面改性层的耐磨性能研究

为提高TA1表面的耐磨性能,在TA1表面采用化学气相沉积(CVD)表面处理.用X射线衍射的方法测定了改性层的物相,使用显微硬度计测定了改性层和基体的硬度,在往复式滑动磨损试验机上进行磨损试验,通过扫描电子显微镜分析磨痕形貌.结果表明,TA1经过CVD处理,表面由α-Ti、Ti2N及TiN组成,显微硬度为989hV0.025.干摩擦条件下,经化学气相沉积处理的TA1材料的表面改性层的耐磨性得到了明显提高.     

TC21钛合金表面无氢渗碳层耐磨性分析

将经过预处理的TC21钛合金试样置入真空渗碳炉中进行渗碳。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及显微维氏(HV)硬度仪、摩擦磨损试验机,对渗碳层的物相结构、组织形貌、硬度和耐磨性进行分析。结果表明:经渗碳处理后,通过渗层组织可判定没有氢化物,XRD未检测发现氢化物及含H相,出现了Ti C等碳化物相,表面硬度提高了2.66倍。渗碳前Ti/Ti对磨的摩擦系数约为0.6,渗碳后Ti C/Ti C的摩擦系数约为0.23,渗碳体与原始表面的摩擦系数介于二者之间。TC21钛合金对磨两方经渗碳处理,改善了摩擦性能;如Ti/Ti部件对磨时,渗碳方可提高耐磨性,非渗碳件在与渗碳件对磨中,加剧了非渗碳件的磨损。渗碳也改变了TC21钛合金部件之间的摩擦状态,TC21基体由Ti基/Ti球之间的粘着磨损变为Ti基/Ti C球磨粒磨损+剥层磨损。     

纯钛TAl化学气相沉积表面改性层的耐磨性能研究

为提高TAl表面的耐磨性能，在TAl表面采用化学气相沉积(CVD)表面处理。用X射线衍射的方法测定了改性层的物相。使用显微硬度计测定了改性层和基体的硬度，在往复式滑动磨损试验机上进行磨损试验，通过扫描电子显被镜分析磨痕形貌。结果表明，TAl经过CVD处理，表面由α-Ti、Ti2N及TiN组成，显微硬度为989HV0．025。干摩擦条件下，经化学气相沉积处理的TAl材料的表面改性层的耐磨性得到了明显提高。