表面双重改性304钢干摩擦特性研究

为了改善304钢的干滑动摩擦学性能,采用激光打标机在304钢基体表面刻蚀出直径及间距为300μm的点坑状织构,之后对织构前后试样表面进行盐浴渗氮处理。分别采用D/MAX-Ultima+型X射线衍射仪、3D形貌仪、开尔文探针及Fisherscope型显微硬度测试仪对复合改性表面的化学成分、表面形貌、表面电子功函数及表面显微硬度进行了检测。采用CSEM旋转摩擦磨损试验机测试3种试样的摩擦学性能,试验条件为干摩擦。试验结果表明:盐浴渗氮处理后表面的显微硬度大大高于304钢基体表面,渗氮表面功函数明显高于304钢基体表面。渗氮光滑表面的抗磨性能显著优于304钢基体表面,而复合改性表面又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特性。     

激光表面织构化钛合金摩擦学性能研究

通过激光刻蚀在钛合金表面形成50,100,150,200μm等宽栅条和50,100,200μm直径均布点坑。采用UMT-2进行富油润滑摩擦磨损实验。通过Phillips XL30扫描电子显微镜观察磨痕形貌。研究结果表明:等宽栅条和均布点坑都有储存油液、利于形成润滑油膜、收集磨屑的作用;纹理表面摩擦因数都有所降低,减摩效果与纹理尺寸相关,也受荷载影响;等宽栅条减摩效果优于均布点坑;纹理尺寸越小摩擦因数越低,耐磨性越差;载荷为1～3 N时,50μm等宽栅条取得最好减摩抗磨效果,摩擦因数为0.116～0.124,耐磨时间也较长;4～6 N时,100μm等宽栅条最好,摩擦因数约0.19。     

激光表面织构在摩擦学中的应用

主要介绍了国内外激光表面织构在摩擦学领域的研究和应用现状,指出在摩擦表面制备适当参数的激光表面织构,可以降低摩擦系数、减少磨损及提高承载力等,最后指出了需要深入研究的2条要点。     

激光表面织构化对材料摩擦学性能影响的研究进展

总结了激光表面织构化技术的特点,并介绍了其在摩擦学中应用的现状,分别讨论了激光表面织构的不同几何形状、尺寸和织构密度等因素,以及织构引起的金属材料表面硬度的升高对摩擦学性能的影响,展望了激光表面织构化技术未来的研究和发展方向及应用领域,指出应加强理论模拟和计算研究,以期与实验研究相辅相成;实验研究应注重规律的摸索和总结;机理方面应深入研究织构引起的组织和力学性能变化的规律,及其对材料摩擦学性能、力学性能和化学性能的影响。     

表面织构化的平行滑块润滑特性研究

本文通过对平行滑块表面添加有规律的圆球坑织构以实现其承载能力,并运用雷诺方程对承载能力等摩擦性能进行分析。通过对不同的凹坑深度、分布形式来探讨织构对承载力和摩擦力的影响。结果表明存在合理的凹坑深度以获得较大承载力,织构的分布形式也会对摩擦性能有很大的影响。     

表面织构参数对渗氮304钢在纳米微粒添加剂润滑油作用下摩擦特性的影响

采用激光打标机在304钢基体表面刻蚀出孔径与间距数值相等的均布微坑;将激光织构的试样放入渗氮炉中进行表面渗氮处理;采用表面修饰剂对质量比为1∶1的SiO_2和TiO_2混合纳米微粒进行表面修饰后,将其(3%,质量分数)加入到基础油中,使用摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损实验。系统地对试样复合改性表面硬度、表面化学成分、表面形貌及摩擦磨损形貌进行研究。实验结果表明:表面织构参数影响304钢的摩擦学性能,其摩擦因数随孔径及间距的增大而减小,在摩擦过程中,织构微坑能够起到收集磨屑、存储润滑剂、降低磨损的作用;表面经盐浴渗氮处理后,其显微硬度由222.53HV0.1提高到573.63HV0.1,硬度显著提升;纳米微粒作为润滑油添加剂不仅能够产生微轴承作用将部分滑动摩擦转变为滚动摩擦,同时还能生成一层润滑保护膜。复合润滑结构与含有纳米添加剂的润滑油配合能够显著地降低磨损,使材料具有优异的摩擦学性能。     

45钢的黏结型激光微织构表面摩擦学性能及固体润滑机理分析

采用二极管泵浦声光调Q Nd:YAG激光器在45钢表面进行织构化处理,对填充不同质量分数聚酰亚胺(PI)的MoS2复合固体润滑剂织构试样在销-盘线接触摩擦磨损试验机上进行了不同工况下的滚动摩擦性能实验.利用扫描电子显微镜观察和分析材料磨损形貌和元素分布.结果表明:填充黏结型MoS2复合固体润滑剂织构表面的摩擦因数均随着载荷和转速的增大而减小,其中MoS2+20％(质量分数)PI复合润滑剂具有最佳的减摩性能.在线接触滚动过程中,存在氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损.高速重载能促进转移膜在对偶面形成,显示出良好的减摩性能.     

LZ50钢表面离子氮化/激光淬火复合改性层扭动微动摩擦学行为研究

对LZ50车轴钢表面进行离子氮化/激光淬火复合处理。在对复合改性层进行表征的基础上,对比研究了复合改性层和基体在干态不同角位移幅值下的扭动微动磨损行为。结果表明,LZ50钢经过复合处理后在表面层形成了均匀分布的针状马氏体;复合处理改变了LZ50钢的扭动微动运行区域,使得混合区减小,滑移区向小角位移方向移动;复合改性层的摩擦扭矩和耗散能在整个运行区域都低于LZ50钢,其磨损程度明显降低,在部分滑移区损伤轻微,在混合区和滑移区,损伤主要表现为剥层、磨粒磨损和氧化磨损。总之,复合改性层具有良好的抗磨减摩特性。     

金属表面织构化微孔填充干膜润滑剂的摩擦学性能

表面微孔织构化与润滑剂结合的制备技术能够有效地降低摩擦和延长工件的使用寿命.为此,研究了低成本、高效率的电解加工微孔表面织构化与MoS2干膜润滑剂的结合技术,并分析了其摩擦性能、磨痕表面及探讨微孔中润滑剂释放机理.结果表明,用电解技术加工微孔使表面织构化再填充干膜润滑剂是制备长寿命及低摩擦面的有效方法;摩擦面成膜的原因...     

Microstructure and Properties of Laser Surface Alloying 304 Stainless Steel with Si

Silicon was added to the surface of 304 stain-less steel by laser melting the sprayed preplaced Sipowders.The optical microscopy,X-ray diffractionand EPMA were employed to investigate themicrostructure and chemical composition of thelaser surface alloyed layer.The hardness of the al-loyed layer was measured by microhardness testand wear resistance was evaluated by scratch test.Corrosion resistance of laser alloyed sample wasstudied in 1N H_2SO_4+0.1N NaCl and0.5N HCl+0.5N NaCl aqueous solutions.Amicrocrystalline intermetallic compound coatingwith smooth surface and good chemicalhomogeneity without porosity and crack is ob-tained.The hardness is about 720 HV.The wear re-sistance is 2 times better than that of the substrate.The corrosion resistance of the laser alloyed sampleis much better than that of 304 stainless steelsample.     

Microstructure and Tribological Properties of Plasma Nitriding Cast CoCrMo Alloy

A medical cast CoCrMo alloy was coated by plasma nitriding process to enhance the wear resistance.The microstructures,phases and micro-hardness of nitrided layers were investigated by atomic force microscopy(AFM),scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD) and micro-hardness.Tribological properties were investigated on a pin-on-disc wear tester under 25% bovine serum solutions.The experimental results showed that plasma nitriding was a promising process to produce thick,hard and wear resistant layers on the surface of CoCrMo alloy.The harder CrN and Cr2N phases formed on the plasma nitrided layer with the compact nano-crystalline structure.Compared with the untreated sample,all nitrided samples showed the lower wear rates and higher wear resistance at different applied loads and nitriding temperatures.It was concluded that the improvement of wear resistance could be ascribed to the formation of thicker and harder nitrided layers with the specific microstructures on nitrided surfaces.     

几种难熔过渡金属的激光氮化

多脉冲激光辐射使置于氮气氛中的难熔过渡金属钛、钼和表面氮化，形成和组织致密的氮化层，用多种方法分析和表征了氮化层的化学成分和组织结构，激光的作用使得金属表面熔化和氮气激活，导致液相氮化反应，激光引起的加热熔化和激波效应同时使表层组织致密。     

氮势对奥氏体不锈钢离子渗氮性能的影响

对AIS1304奥氏体不锈钢进行了不同氮势的离子渗氮,利用金相显微镜、轮廓仪、摩擦磨损试验机、X射线衍射仪和显微硬度计测试了经渗氮处理后试样改性层的截面形貌、微观结构、相组成和力学性能,并与未渗氮的试样进行了比较。结果表明：随着氮势的增加,试样表面的渗层深度、磨损程度、显微硬度呈规律性变化;X射线衍射分析表明：低氮势容易形成S相,高氮势有利于氮化物的形成。     

激光复合织构薄壁弯管模具成型试验

目的研究激光复合织构薄壁弯管模具的成型性能。方法分析模具与管件的摩擦对弯管成型的影响规律。利用激光毛化和微造型技术对弯管模具的夹块、压块、防皱板进行表面复合织构,完成了绕弯成型对比试验,采用直接测量法对成型件的外壁减薄率和截面畸变程度进行检测,结果弯管模具经过复合织构后,成型件外壁减薄率降低了0.5%~4.5%,截面畸变程度减轻了0.8%~2%,对于表面质量较好的不锈钢管,激光复合织构弯管模具能够使成型件表面保持较低的表面粗糙度和良好的光泽度。结论将激光复合织构技术应用于弯管模具,能够显著提高成型管件的质量。