CVD多层沉积的使用性能试验

使用CVD涂层对9Cr18不锈轴承钢的摩擦磨损性能和流动接触疲劳性能进行了对比试验，试验结果表明：9Cr18不锈轴承钢经CVD多层沉积TIC-TiCn…TiN后，相对耐磨性提高22倍，摩擦系数降低至0．15，滚动接触疲劳寿命明显的提高，额定寿命L10提高4倍，中值寿命L50提高2倍以上，寿命离散性也小。附图12幅，表2个，参考文献5篇。     

热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律研究进展

滚动接触疲劳寿命是评价热喷涂层性能的重要指标之一。目前,用于热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律的研究方法主要可以分为三大类:理论模型法、疲劳试验法和有限元分析法。模型预测法侧重对失效机理的描述,主要通过理论推导建立模型公式,再通过试验获取模型所需参数,从而达到预测涂层寿命的目的。疲劳试验法侧重对疲劳数据的分析,通过疲劳试验机得到寿命数据,采用Weibull分布等统计模型对数据进行分析,建立不同寿命影响因素与涂层疲劳寿命之间的关系。有限元分析方法则是通过采用计算机软件模拟涂层实际工况的方法,对涂层工作中的部分参量进行科学估计,是上述两种方法的补充。从热喷涂层滚动疲劳寿命研究方法的角度出发,总结各种研究方法的研究成果,系统综述国内外学者对热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律的研究现状,确定疲劳试验与有限元分析相结合的方法。     

无碳化物贝氏体钢的滚动接触疲劳磨损行为

通过滚动接触疲劳磨损试验和扫描、透射、X射线衍射等分析方法,研究无碳化物贝氏体钢的滚动接触疲劳磨损行为。结果表明,无碳化物贝氏体钢拥有较为理想的滚动接触疲劳磨损性能,其疲劳磨损失效形式为浅层剥落,试样表面产生的严重塑性变形层,有效地阻碍了疲劳裂纹向深处扩展;经过920℃奥氏体化处理40 min,随后350℃盐浴等温30 min比等温100 min处理的试样的滚动接触疲劳磨损性能更加优异,其滚动接触疲劳磨损寿命可达到8.0×10~6次;残余奥氏体能够有效地提高接触表面硬度,松弛裂纹尖端的应力集中,从而改善滚动接触疲劳磨损性能;在滚动接触疲劳磨损过程中,试样表面的硬度显著的提高,表面合金元素的再分配,对滚动接触疲劳磨损性能的提高有一定的促进作用。     

超硬涂层轴承的滚动接触疲劳试验

介绍了超硬涂层轴承滚动接触疲劳试验机的原理及功能,并对表面涂层的51306型轴承滚动接触疲劳失效进行了试验分析。通过对影响涂层接触疲劳破坏的几个重要参数的动态检测与控制,试验成功捕捉到了超硬涂层轴承表面疲劳裂纹的初始形态,分析了涂层轴承接触疲劳失效机理,为涂层轴承疲劳寿命评估提供了依据。     

45钢离子渗硫层的接触疲劳性能研究

对离子渗硫层的接触疲劳性能进行了研究。将调质处理的４５钢进行低温离子渗硫处理后，在ＪＰ—５２接触疲劳试验机上测定了渗硫层的疲劳寿命，表明其疲劳寿命比未渗硫处理的提高一倍左右。从接触应力、润滑介质、表面缺陷和表面粗糙度等几个方面分析了渗硫层对接触疲劳性能的影响。     

32Cr3MoVE渗氮轴承钢的高应力滚动接触疲劳性能

对采用双真空熔炼制备的32Cr3MoVE轴承钢进行表面渗氮处理,利用滚动接触疲劳试验机在4.5GPa高应力下研究其滚动接触疲劳性能,分析其滚动接触疲劳破坏机制。结果表明:试验钢的有效渗氮层深度为350μm,随距表面距离的增大,渗氮层残余压应力呈先增大后减小趋势,距表面300μm处的残余压应力最大,为610 MPa;渗氮层中存在沿晶界分布的白色脉状组织;利用双参数Weibull分布计算得到其滚动接触疲劳特征寿命、额定疲劳寿命、中值疲劳寿命分别为3.040×10~8,0.357×10~8,2.083×10~8周次;试验钢的滚动接触疲劳破坏模式包括表面起裂和次表面起裂两种,表面起裂试样剥落坑的平均直径及深度均明显大于次表面起裂试样的;表面起裂试样沿表面点蚀坑或划痕处起裂,次表面起裂试样在长时间循环接触应力作用下,次表面材料性能退化,导致裂纹萌生。     

含纳米金刚石微粒润滑剂抗接触疲劳性能的研究

对含纳米金刚石微粒的二相流体润滑剂,进行了钢-钢配副的抗接触疲劳性能研究。结果表明,含纳米金刚石微粒的二相流体润滑剂与基础油(N15全损耗系统用油)相比可以提高接触疲劳寿命,并且随着纳米金刚石质量分数的增加提高的幅度增大,当纳米金刚石质量分数在0.3 %时,接触疲劳寿命L10仅提高3.62倍,而当纳米金刚石质量分数增加到3.0 %时,接触疲劳寿命L10提高了13.85倍。同时通过对添加剂的物理性质分析、摩擦学性能分析及对润滑剂的理化性能分析等,研究了纳米金刚石微粒的抗疲劳作用机理,即纳米金刚石微粒在表面的滚动和润滑剂粘度增加的作用。     

化学气相沉积 Ti(C·N)工艺及设备

本文介绍了用 CVD 法获得 Ti(C·N)沉积层的工艺及设备.在模具上沉积的 Ti(C·N)层硬度高、摩擦系数小、与基体结合牢、抗粘结性好,经沉积的模具寿命提高3～7倍.在工模具表面沉积一层碳化钛或碳氮化钛,可使其寿命提高几倍到十几倍,引起国内外科技人员的普遍重视.因而化学气相沉积(CVD)法最近几年在国外得到广泛应用.我们采用 C_6H_5CH_3+H_2+N_2+TiCl_4,在常压下沉积 Ti(C·N),随后在保护气氛中淬火,解决了模具的变形问题,已成功地应用于生产.     

硬质合金刀具表面微/纳米金刚石复合涂层制备研究

硬质合金是目前应用最为广泛的刀具材料,在刀具表面施加金刚石涂层可以提高硬质合金刀具的性能和耐用度。通过热丝CVD法在硬质合金刀具表面制备了多层微/纳结构的复合涂层,采用扫描电镜观察了复合涂层的表面和截面,并用拉曼光谱检测了涂层的成分,用压痕法检验了复合涂层的膜基结合性能。结果显示复合涂层的结构参数对膜基结合性能有较大影响,特定结构的复合涂层可以提升涂层的结合性能。     

CVD法涂复TiC和Al_2O_3的热力学分析

一、引言化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术得到了迅速的发展,提供了抗摩擦磨损涂层的新前景。应用于以磨料磨损为主的情况,TiC涂层较好,应用于以擦伤为主的情况,TiN涂层较好,应用于需要高温稳定的情况,Al_2O_3涂层较好。例如CVDTiN涂层的高速钢刀具和模具的寿命分别为未涂层的3～6倍,CVD Al_2O_3涂层的硬质合金(P30)刀具,切削铸铁和高碳钢时,其寿命为涂TiC刀具的2倍,为未涂层刀具的10倍。硬质合金的CVD涂层开始只有TiC单层,发展到TiC-TiN双涂以及TiC-TiN-Al_2O_3三重涂层等。CVD涂层时温度高达800～     

表面合金涂层提高球墨铸铁齿轮抗点蚀性能的研究

本文以齿轮为研究对象，用常见的辊子模拟方法，在球墨铸铁试验辊子表面分别涂镀铜金属层、镍钨合金层和镍钴合金层，然后与未涂镀辊子一起进行接触疲劳强度对比试验（试验辊子４０对）。结果表明，表面合金涂层能显著地提高球墨铸铁齿轮接触表面的疲劳寿命。文中还分析了合金涂层的组织结构和性能。     

润滑油添加剂的复合作用对接触疲劳的影响

作者利用四球机改装的快速滚动接触疲劳试验机 ,采用触逐级加载法强化试验 ,研究了硼酸酯、氯化石蜡和二烷基二硫代硫酸锌 (ZDDP)添加剂复合作用对 45钢滚动接角疲劳的影响。试验结果认为 ,硼酸酯与氯化石蜡和 ZDDP复配 ,在保证油品极压性能的前提下 ,因减摩 ,缓蚀作用而提高金属材料的接触疲劳寿命。并指出 ,研究复合功能添加剂各种性能之间的相互作用和综合效果 ,是改善润滑油添加剂影响零件接触疲劳寿命的有效手段。     

钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究

研究了45钢齿轮轮齿表面Ni-P和Ni-Co合金涂层的显微结构和接触疲劳强度。采用电子显微镜、光学显微镜等对合金涂层进行了表面形貌、次表面组织、纵剖面界面组织、表面粗糙度、涂层的硬度和疲劳点蚀坑形貌特征的分析。接触疲劳试验结果表明,表面合金涂层能显著提高接触疲劳寿命和强度,使之与40Cr钢调质试件的相当。     

我国纳米金刚石复合涂层技术成功实现了产业化

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化，该课题采用化学气相沉积法（CVD），在硬质合金拉拔模具内孔和其它耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层，得到了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺，完成了纳米涂层结构和性能的检测工作，利用纳米金刚石复合涂层技术研究开发出各种涂层拉拔模具和耐磨器件产品，解决了涂层附着力、均匀涂覆和涂层表面光洁度等关键技术问题，产品技术性能达到国际先进水平，已广泛应用于电力、通讯、建材、机械加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件，具有广阔的市场应用前景。     

我国纳米金刚石复合涂层技术实现产业化

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化。该课题采用化学气相沉积法（CVD），在硬质合金拉拔模具内孔和其他耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层，研究了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺，完成了纳米涂层结构和性能检测工作，利用纳米金刚石复合涂层技术研究开发出各种涂层拉拔模具和耐磨器件产品，解决了涂层附着力、均匀涂覆和涂层表面光洁度等关键技术问题，产品技术性能达到了国际先进水平，已经广泛应用于电力、通讯、建材、机械加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件，具有广阔的市场应用前景。     

超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机的研制

在总结分析目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为评估技术的基础上，依据超硬涂层零件接触疲劳失效机制模型，自主研制了一种超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机。介绍了该试验机的设计原理和特殊功能，采用该试验机对51306纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为进行了试验评定。试验证明所研制的超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机智能检测控制系统能够动态探测诊断涂层轴承表面初始疲劳裂纹并实现急停，可捕捉试验轴承表面疲劳初始状态，为超硬涂层零件接触疲劳失效机制分析提供可靠的试验依据。     

高碳贝氏体轴承钢滚动接触疲劳性能的研究

以GCr15Si1Mo贝氏体轴承钢为研究对象,在油润滑条件和无润滑条件下,对不同初始碳化物体积分数的试样进行滚动接触疲劳试验,采用扫描电镜观察试验前后试样的表面形貌和碳化物分布,并通过Weibull曲线确定试样滚动接触疲劳性能的优劣性。结果表明,在无润滑条件下,碳化物体积分数为1.9%的试样滚动接触疲劳性能优于碳化物体积分数为5.1%的试样。在油润滑条件下,贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能的优劣性依次为：无初始碳化物试样、碳化物体积分数为5.1%试样、碳化物体积分数为1.9%试样。碳化物作为基体的硬质相,很容易成为疲劳源,无初始碳化物的贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能优于有碳化物的贝氏体轴承钢;碳化物脱落后的凹坑增大了润滑油和试样表面的粘着力,有利于增加油膜厚度,从而提高滚动接触疲劳寿命。     

滚动轴承疲劳破坏机理和疲劳寿命模型综述

延长轴承疲劳寿命,尤其是滚动轴承的接触疲劳寿命.一直是轴承工作者十分重视的研究课题.本文概括了滚动轴承接触疲劳破坏机理的主要形式和形成原因,总结了不同阶段的滚动轴承接触疲劳寿命计算公式,分析了不同滚动轴承接触疲劳寿命模型的区别.介绍了表面涂层的摩擦学性能在滚动轴承中的应用.     

超硬涂层零件滚动接触疲劳加速实验方法研究

提出了一种新的加速超硬涂层零件滚动接触疲劳失效的实验方法,并给出了机制模型及机制分析;采用该方法,在超硬涂层材料滚动接触疲劳实验机上,对纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为开展了加速疲劳实验和常规疲劳实验的对比实验研究。实验结果表明:该方法能取得与常规疲劳实验方法疲劳行为相同的实验结果;加速疲劳实验加速比约为3,加速疲劳实验方法十分有效地节省了疲劳实验中消耗的时间。该方法是一个适应于评价超硬涂层零件滚动接触疲劳性能及研究其失效机制的新方法。     

模具的表面强化与涂层改性工艺技术

从模具的疲劳和磨损等使用性能的需求出发,综述了多种表面强化与涂层改性工艺技术的原理、特点,介绍了其在模具上的应用情况和强化及改性的效果,重点突出表明了表面强化与涂层改性工艺技术在实现模具的长寿命抗疲劳耐磨损使用性能方面所起的作用。