稀土硼铬共渗工艺及渗层性能的研究

研究了４５钢、Ｔ１０钢固体粉末法稀土硼铬共渗工艺及渗层的耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性能。发现ＲＥ－Ｂ－Ｃｒ共渗速度低于ＲＥ－Ｂ共渗，但稀土对硼铬共渗有明显的催渗作用，其最佳浓度为３％；ＲＥ－Ｂ－Ｃｒ共渗层具有较高的表面硬度和较小的硬度梯度，和渗硼层相比，耐磨性和耐蚀性分别提高３倍，抗７００℃氧化性提高１０倍左右。     

Cr12MoV钢盐浴渗钛工艺研究

采用TD盐浴技术在小型井式盐浴炉中对Cr12MoV钢分别进行了硼砂盐浴渗钛、铬钛共渗、铬钛复合渗处理。用XRD对渗层的物相进行鉴定,用OM和SEM分析渗层组织,用显微硬度计测试渗层的显微硬度。结果表明:经盐浴处理后,Cr12MoV钢表面可以得到厚的渗层,硬度显著提高,硬度梯度不大。铬钛共渗和铬钛复合渗能得到少量不连续的Ti C覆层,而渗钛工艺只能得到渗硼覆层。     

W18Cr4V低温盐浴硅铬共渗工艺及渗层性能研究

对W18Cr4V钢试样离子渗氮后在900℃以下进行盐浴硅铬共渗，分析了复合渗铬层的成分、组织、相结构和力学性能，并将硅铬共渗试样与单纯渗铬试样进行了耐磨性对比实验。结果表明，低温盐浴渗铬中添加硅能够增加铬的扩散速度，有效增加渗铬层厚度，提高渗铬层硬度、耐磨性，从而获得更佳的渗铬效果。     

3Cr2W8V钢粉末钛铬共渗的研究

研究了３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢粉末钛铬共渗的渗剂、工艺参数及其对共渗层的影响，结果表明，共渗温度等工艺参数对共渗层的影响遵循扩散的一般规律，１０００℃保温４ｈ条件下，能得到较佳的共渗层，３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢钛铬共渗层的相结构为（Ｃｒ，Ｆｅ）７Ｃ３和Ｃｒ７Ｃ３，其表面硬度可达１６８２－１９５０ＨＶ０．１，耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能均有显著提高，共渗试样可进行热处理，以提高基体性能。     

Cr12MoV模具钢中性盐浴渗钛组织与性能

采用TD技术在小型井式盐浴炉中对Cr12MoV钢分别进行了渗钛、铬钛共渗、铬钛复合渗中性盐浴处理。测试分析了覆层的显微组织、物相结构、厚度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。结果表明,Cr12MoV中性盐浴渗钛、铬钛共渗和铬钛复合渗覆层的显微硬度(HV0.05)都超过了3 000;铬钛共渗和铬钛复合渗覆层的显微硬度呈现梯度变化;渗钛、铬钛共渗和铬钛复合渗覆层的耐磨性和耐腐蚀性较基体有很大提高。     

低温渗铬层耐磨性和附着性的研究

在45钢和T10钢表面进行了低温盐浴渗铬,研究了渗层的耐磨性和附着性。结果表明：虽然两种钢的渗铬层具有不同的硬度,但具有相近的耐磨性;渗铬层比热处理硬化处理T10钢的耐磨性提高10倍左右。渗铬层的磨损为脆性磨损,磨擦面平整光滑。渗铬层的附着性好,能承受较大的冲击。     

GCr15钢钒铬共渗的组织与性能

在GCr15钢表面进行了固体粉末钒铬共渗试验，并运用金相，扫描电镜能谱波谱分析，硬度及耐磨性试验等方法，分析测定了共渗层的组织与性能。结果表明，共渗层组织均匀，结构致密，具有高的硬度以及良好的滑动摩擦损性能等。用于冷作模具，能明显地提高使用寿命。     

W18Cr4V钢的低温盐浴渗铬研究

讨论W18Cr4V钢低温复合盐浴渗铬，分析复合渗铬层的成分、组织、结构和机械性能，并检验了复合渗铬层的耐磨性。结果表明，W18Cr4V钢经氮碳共渗加低温盐浴渗铬复合处理可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

钒铬复合渗的研究

应用光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜、电子探针和Ｘ射线衍射仪研究了Ｔ１０、４５、３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ、９ＳｉＣｒ和ＧＣｒ１５钢在固体渗钒后，再进行盐浴渗铬的复合渗层的组织结构和性能。结果表明，钒铬复合渗层的厚度显著高于单渗钒层与钒铬共渗层。复合渗层具有高硬度、高耐磨性、高耐蚀性和抗高温氧化性等优良的综合性能，并可通过调整工艺改变复合渗层中渗钒层与渗铬层硬度的比例，来满足工件不同使用性能的要求。     

Cr12MoV钢低温盐浴渗铬复合处理

研究Cr12MoV钢低温复合盐浴渗铬处理后复合渗铬层的金相组织、相结构、渗层厚度、渗层硬度、铬浓度分布和氮碳浓度分布，并进行渗层的耐磨性对比试验。结果表明，Cr12MoV钢经氮碳共渗加低温盐浴渗铬复合处理可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

等离子熔敷TiC/γ-(Fe,Ni)复合涂层组织与耐磨性

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了涂层在室温干滑动磨损试验条件下的摩擦磨损性能,结果表明:等离子熔敷TiC金属陶瓷增强复合涂层显微组织细小均匀,由花瓣状和少量颗粒状TiC初生相均匀分布在TiC/γ-(Fe,Ni)共晶基体上组成,涂层与不锈钢基材之间形成了完全冶金结合,涂层平均显微硬度约790 HV,涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出良好的耐磨性及较低的摩擦系数。     

TiC生成方式对激光熔覆镍基涂层组织和性能的影响

分别以TiC粉和Ti+C粉为原料,采用外加法和原位法制备了TiC/Ni激光熔覆涂层,分析了TiC生成方式对涂层物相组成、微观组织、硬度和磨损性能的影响。结果表明,涂层的物相组成不受生成方式的影响;但Ti+C质量分数高于30%时,原位法涂层无法成型,而外加法可获得40%TiC的涂层。外加法涂层中TiC以原料TiC为主,少量溶解析出的结晶TiC;而原位法涂层中TiC全部为结晶析出,分布更加均匀,颗粒细小,枝晶数量增多。原位法涂层的平均硬度和耐磨性均优于相同TiC含量的外加法涂层;涂层中TiC含量(质量分数)由20%增至30%时,涂层硬度升高,耐磨性下降,生成方式引起的磨损性能差异由5%降至0.6%。     

TA2合金激光熔 α-Ti/TiC+(Ti,W)C1-x/Ti2SC+TiS自润滑耐磨复合涂层

目的提高TA2钛合金的耐磨减摩性能,并研究添加WS_2对激光熔覆Ti/TiC耐磨复合涂层的影响。方法以Ti+TiC和Ti+TiC+WS_2两种复合粉末为预置原料,采用激光熔覆技术在TA2合金表面制备出两类复合涂层,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、硬度计和摩擦磨损试验机,系统地分析了添加WS_2前后涂层的物相、组织、显微硬度及摩擦学性能。结果 Ti+TiC复合粉末的激光熔覆涂层的主要物相包含α-Ti和TiC,涂层的显微硬度为1162HV0.5。WS_2添加后,涂层中生成了新增强相(Ti,W)C_(1-x)及自润滑相Ti2SC和少量的TiS,涂层的显微硬度为1052.3HV0.5,约为TA2基体(180HV0.5)的5倍;此外,涂层的磨损率由未添加WS_2时的5.38×10~(-5) mm~3/(N·m)上升到15.98×10-5 mm~3/(N·m),耐磨性能有所下降但仍远低于基体(磨损率为66.63×10~(-5)mm~3/(N·m)),同时摩擦系数显著下降,由之前的0.49下降到0.34;同时,Si_3N_4对磨球磨损表面光滑,没有明显塑性变形,其磨损机理为轻微的塑性变形和粘着磨损。结论添加WS_2的复合涂层相对于基体依然具有良好的耐磨性能,同时由于新生的自润滑相Ti_2SC、TiS的润滑效果,涂层表现出良好的自润滑耐磨性能。     

空心阴极离子镀沉积Ti(CN)的最佳工艺参数及其耐磨性能研究

运用正交试验法进行了空心阴极离子镀（HCD）沉积Ti（CN）最佳工艺参数的研究。采用反应气体总分压、乙炔气与氮气的分压比及烘烤温度作为试验的三个变化的因素。比较了Ti（CN）、TiN及TiC的耐磨性能，结果表明Ti（CN）膜比TiC、TiN膜性能更优异。用X射线衍射（XRD）分析了Ti（CN）膜层的相结构及组成。     

Ti6Al4V合金表面氩弧熔覆原位合成TiC-TiB2增强钛基复合涂层组织与耐磨性

以B4C和Ni60A粉末为预涂材料,采用氩弧熔覆技术,在Ti6Al4V合金表面原位合成TiC与TiB₂增强相增强钛基复合材料涂层.运用XRD,SEM等分析手段研究了复合涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机分析了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能.结果表明,熔覆层组织主要由TiC和TiB₂组成,TiC颗粒和TiB₂颗粒弥散分布在基体上,TiC颗粒的尺寸为2~3μm,而呈长条状的TiB₂颗粒尺寸为3~5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,该复合涂层显微维氏硬度高达1200MPa左右,复合涂层的耐磨性能比Ti6Al4V基体提高约20倍.     

Microstructure and Tribological Property of TiC-Mo Composite Coating Prepared by Vacuum Plasma Spraying

TiC-based composite coating using Mo as an additive has been fabricated by vacuum plasma-spraying, and then the phase composition and microstructure of TiC-Mo composite coating were investigated. Wear resistance of the TiC-Mo composite coating was comparatively studied with pure TiC coating. The experimental results showed that the microstructure of the TiC-Mo composite coating was relatively homogeneous and compact, exhibiting typical lamellar structure of plasma-sprayed coating. Orientated columnar grains of TiC can be found in the composite coating, and a (Ti, Mo)C transition phase was also observed. Due to the formation of (Ti, Mo)C transition phase, strong interface between TiC and Mo splats was obtained, which positively influenced the wear performance of the composite coating. As compared with pure TiC coating, the TiC-Mo composite coating exhibited improved wear resistance both at low and high loads. Wear mechanisms for the TiC coatings have been changed by adding Mo element.     

TC4合金表面氩弧熔覆TiCp/Ti基复合涂层组织及耐磨性

利用氩弧熔覆技术在TC4合金表面制备出TiC增强的Ti基复合涂层。利用SEM、XRD和EDS分析了熔覆涂层的显微组织;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度;利用摩擦磨损试验机测试了涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,涂层中有大量的TiC树枝晶和条块状TiC颗粒;复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,HV平均硬度可达9GPa;复合涂层室温干滑动磨损机制为磨粒磨损和轻微粘着磨损。     

温度对碳钢铬钛共渗化合物层相结构的影响

通过对不同温度铬钛共渗得到的化合物层进行成分分析和相结构分析，探讨了温度对化合物层成分和相结构的影响及其机理。研究表明，在９００℃以上共渗，可获得钛碳和铬碳化合物的复合共渗化合物层。     

Tribological Behavior of In Situ TiC/Graphene/Graphite/Ti6Al4V Matrix Composite Through Laser Cladding

The TiC/graphene/graphite/Ti6Al4V composite coating was prepared by laser cladding.The microstructure and tribological behavior of the coating were studied.The in situ reaction between graphene and Ti occurred,and feathery TiC was formed.The feathery TiC was homogeneously distributed between α'acicular martensites which was refined with the addition of graphene.Some graphene was transformed into a11otrope graphite under the laser irradiation.The TiC hard particles and the self-lubrication of graphene/graphite improved the wear resistance of composite coating.The wear rate and friction coefficient of TiC/graphene/graphite/Ti6A14V composite coating decreased with the increase in sliding speed,a mechanical mixing layer (MML) was formed on the wear surface of the composite coating under the frictional heat,which protected the substrate and reduced the contact.Because of the self-lubricating properties of graphene/graphite,interlayer sliding occurred easily,which also effectively reduced friction.The wear rate of TiC/graphene/graphite/Ti6A14V composite coating increased with the increase in load,but the friction coefficient decreased.The plastic deformation of subsurface layer was more serious under high load,and a stable self-lubricating MML with a protective effect was formed between the wear interfaces,which reduced the friction coefficient.With the increase in load,the wear mechanism changed from abrasive and oxidation wear to delamination,fatigue and oxidation wear.     

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。