40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下，表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响，探讨了其磨损机理。结果表明：滚动磨损和滚、滑动磨损时，随着试样表层硬度的提高，试样的耐磨性增大；强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时，电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制；在滚、滑动磨损时，除上述三种机制外，还发生了氧化磨损。     

大接触应力下配副及潜滑率对电火花强化层磨损特性的影响

用MM-200型磨损试验机研究了在大接触应力磨损条件下,配副和潜滑率对电火花表面强化40Cr钢的耐磨性影响。结果表明,无论滚动磨损和滚、滑动磨损,40Cr钢表层经电火花表层强化后与未强化比较耐磨性显著提高。配副试样硬度相同时,磨损率最小,配副试样均为表层强化是较好的耐磨性匹配。滚动磨损时,电火花强化层的磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损3种机制;在滚、滑动磨损时,除上述3种机制外,还发生了氧化磨损。     

表面完整性对40Cr钢性能的影响

采用电火花表面强化和喷丸强化改变40Cr钢的表面完整性,用升降法测定了10^7循环周次下试样的疲劳极限,用滚动磨损试验评定了试样的耐磨性。结果表明,两种表面强化方法均使试样的表面粗糙度发生变化并且产生残余压应力。喷丸强化使疲劳极限提高12％,电火花表面强化使疲劳极限提高20％;电火花表面强化试样的耐磨性明显高于磨加工、喷丸强化试样的耐磨性。     

电火花涂层的特性和耐磨性研究

采用电火花表面强化设备,以YS2硬质合金作为强化电极在45钢表面涂覆形成一层合金强化涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了电火花表面强化层形貌、性能和组织结构。在磨损试验机上对其耐磨性进行测试,同时利用扫描电镜对试样的磨损形貌进行观察分析。结果表明,获得了冶金结合的强化层,显著提高了基体的硬度和耐磨性。     

无涂层激光冲击强化对40CrNiMo结构钢摩擦磨损性能的影响

目的 采用无涂层激光冲击强化技术诱导残余压应力和细化晶粒,提高40CrNiMo结构钢的显微硬度及耐磨性。方法 采用高功率激光束对40CrNiMo结构钢表面进行激光冲击强化处理,通过显微组织观察、XRD检测、显微硬度测试、残余应力测试、摩擦磨损实验及磨损形貌观察,对比分析未处理试样、有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的显微组织、显微硬度、残余应力和摩擦磨损性能。结果 在有/无铝箔涂层、去离子水约束层作用下分别对40CrNiMo结构钢试样进行有涂层/无涂层激光冲击强化处理,诱导产生残余压应力和晶粒细化,试样表面显微硬度分别提高至313.5HV和336.9HV,提高了约13.5%和21.9%,表面最大残余压应力达到–405.3 MPa和–326.6 MPa;有涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数较稳定,降低了约14.1%,而无涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数出现较大波动,在摩擦磨损前期,摩擦因数降低了22.9%;在摩擦磨损中后期,摩擦因数降低了7.9%。未处理试样的磨损量为13 mg,有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的磨损量分别为6mg和8mg,减少...     

激光冲击强化对GCr15轴承钢微观组织和摩擦学行为的影响

目的 激光冲击强化处理后GCr15轴承钢实现表面纳米化,同时其力学性能和摩擦磨损性能得到显著改善。方法 采用激光冲击强化对GCr15轴承钢进行表面强化。使用三维形貌仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计、X射线残余应力分析仪(LXRD)以及摩擦磨损实验仪,对GCr15轴承钢经激光冲击强化处理后的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果 经过激光冲击强化处理后,GCr15轴承钢的位错密度增加,马氏体分布更加均匀且宽度下降,电子衍射花样呈连续的环状,说明有纳米晶组织生成;有效提高材料表面硬度,与原始试样相比,硬度提升了5.1%,并引入了大小为947 MPa左右、深度约为900 μm的残余压应力层;平均摩擦因数下降,磨痕宽度和深度都减小,磨损率的下降幅度为17%~21%,磨损机理以磨粒磨损为主,并伴随一定的黏着和氧化磨损,耐磨性得到提高。 结论 激光冲击强化使GCr15轴承钢的位错密度增加、马氏体碎化且碳化物数量增加、粒径下降;提高了GCr15轴承钢的硬度并在材料次表层构建了残余压应力层,残余压应力在滑动干摩擦过程中释放,马氏体晶粒细化和残余应力释放可有效提高GCr15轴承钢的耐磨性。     

超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面纳米化与摩擦磨损性能的影响

目的 利用超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面进行强化处理,并研究超音速微粒轰击对材料表层组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法 采用三维显微形貌仪、透射电镜、背散射电子仪、扫描电镜、X射线残余应力分析仪、显微硬度仪等仪器观测GCr15SiMn轴承钢强化前后的微观组织、表面粗糙度、力学性能,并使用UMT-2摩擦磨损试验机对试样强化前后的摩擦磨损性能进行检测。结果 经过超音速微粒轰击强化处理的GCr15SiMn钢试样的表面粗糙度增加,表层结构发生严重的塑性变形,形成约20 μm厚的塑性变形层,片状马氏体细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为13 nm,碳化物平均粒径由0.48 μm减小到0.45 μm,数量增加了约18%。试样表层引入了300 μm的硬化层,表面硬度从740HV0.05提高到了996HV0.05,距表面10 μm处出现硬度最高值为1 056HV0.05,硬度提高了42.7%。试样引入深度为60 μm的残余压应力层,样品表面残余应力为‒1 246 MPa左右。经过超音速微粒轰击后,强化试样平均摩擦因数略高于原始试样,而磨损率得到了大幅度降低,磨损机理主要为磨粒磨损,伴有少量的氧化磨损和黏着磨损。结论 经过超音速微粒轰击的GCr15SiMn轴承钢表面粗糙度增加,表层晶粒细化至纳米级;表层构建了残余应力层和硬化层;强化引入的残余应力和因强化处理引起的加工硬化、细晶强化改善材料的耐磨性。     

TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层特性及界面行为研究

目的通过在TA2表面进行电火花沉积改变其表面性能。方法采用电火花沉积技术,在基体TA2表面制备Zr/WC复合涂层,然后分别用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)、X射线应力分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析涂层的微观组织、化学成分分布、残余应力、显微硬度分布以及涂层的耐磨性。结果复合涂层连续、均匀,厚度约为50~80μm;涂层表面不平整,存在很多小坑和粘连,涂层内部有少量气孔和裂纹;复合涂层与基体的主要元素Ti、Zr、W之间发生相互扩散,并发生冶金反应;经过电火花沉积后TA2表面存在较大的残余应力,通过改变工艺参数可有效控制残余应力;复合涂层表面显微硬度值最高能达到960.5HV200g,约为基体的4倍;经过电火花沉积Zr/WC复合涂层的试样磨损量远远小于TA2试样,ε_w=4.1,沉积层的耐磨性比基体材料提高了3.1倍,经电火花沉积制备复合涂层后表面的耐磨性显著提高。结论在TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层可以改善其表面性能。     

表面完整性对40Cr钢耐腐蚀性的影响

采用电火花表面强化和喷丸强化两种表面强化方法改变40Cr钢的表面完整性,用盐雾腐蚀试验和阳极极化试验评定了试样的耐磨性.结果表明.两种表面强化方法改善了试样的表层显微组织并且产生了残余应力和裂纹缺陷.喷丸强化使耐腐蚀性降低.电火花表面强化使耐腐蚀性大大提高;电火花表面强化试样的耐腐蚀性明显高于加工、喷丸强化试样的耐腐蚀性.     

超声冲击复合电火花熔凝处理改善DH36表面性能

采用超声冲击复合电火花局部熔凝技术对DH36表面进行处理,将所获得的试样表面与超声冲击处理表面进行了对比研究. 结果表明,相对于超声冲击处理试样,超声冲击复合电火花熔凝处理后试样塑性变形区厚度大幅增加,表面形成约25 μm厚的细晶熔凝组织;表面硬度提高65.1%,硬化层深度约为55 μm,表面粗糙度降低79.6%;处理后试样体积磨损量减小且其磨损失效机制为粘着磨损. 超声冲击复合电火花熔凝后试样表面硬度、耐磨性提高,并改善表面粗糙度,表面处理效果优于超声冲击处理.     

液压千斤顶活塞杆用激光熔覆研究进展

综述了液压千斤顶活塞杆激光熔覆的研究进展,包括材料体系、耐蚀性能、耐磨性能、硬度、疲劳性能以及熔覆效率等方面。探讨了活塞杆常用熔覆层耐蚀性能的评价方法、性能参数及影响因素。各种试验结果表明,熔覆层的稀释和表面缺陷对耐蚀性能有不利影响,应通过工艺过程控制,同时完善检测手段;分析了液压千斤顶活塞杆的磨损机理及评价方法,重点探讨了常用材料在三体磨粒磨损与二体磨粒磨损工况下的耐磨性能,发现三体磨粒磨损和二体磨粒磨损对材料的硬度要求不同;考虑到第二相硬化导致耐蚀性能的降低,不应刻意通过第二相强化手段提高材料硬度而保证耐磨性能,应通过结构设计和维护保养避免磨粒磨损,在此前提下,保证熔覆层硬度在450HV左右是合适的。激光熔覆导致材料疲劳寿命的降低,主要原因在于残余拉应力和表面缺陷。鉴于加工硬化对熔覆层硬度和应力状态的影响,应进一步加强在疲劳寿命方面的研究,以进一步加快应用。为提高熔覆效率,在保证低稀释率的前提下,通过降低熔覆层的厚度,进而提高熔覆效率的方法是一种新的研究方向。     

镍和铌元素对Cr5冷轧辊工作层组织和性能的影响

研究了0%-0.4%Ni和0%-0.05%Nb对Cr5冷轧辊钢组织和性能的影响.结果表明,钢中添加Ni元素可以细化组织,随着Ni含量的增加,冷轧辊钢的淬透性、硬度和耐磨性都得到一定程度的提高,含有0.2%Ni的轧辊硬度和耐磨性提高得比较显著;钢中的Nb元素以碳化物的形式存在,能阻止晶粒长大,提高了冷轧辊钢的硬度和耐磨性...     

高钒高速钢干滑动磨损性能研究

利用MM-200型滑动磨损试验机测试高钒高速钢的干滑动磨损性能,借助于扫描电镜对其磨损形貌和组织进行观察,探讨磨损机理。结果表明：高钒高速钢耐磨性主要取决于硬度和显微组织。当含碳量低于2.58%时,高钒高速钢耐磨性主要取决于硬度,硬度越高,耐磨性越好;含碳量超过2.58%,其耐磨性主要取决于显微组织,碳化物尺寸越小,分布越弥散,材料耐磨性越好。高钒高速钢干滑动磨损机理为显微切削和疲劳磨损的复合,并且有应力作用下碳化物的碎裂及脱落。     

高速钢稀土SNC共渗的组织和性能研究及应用

研究了Re元素对W6Mo5Cr4V2高速钢离子SNC共渗组织、耐磨性和抗咬合性的影响.试验结果表明:Re具有细化渗层氮碳化合物、提高渗层硬度、使渗层硬度梯度平缓等作用.可有效地提高抗粘着磨损和抗咬合性的能力.在丝锥上的应用,取得了明显的经济效果.     

疲劳载荷对17CrNiMo6喷丸强化层残余应力与组织的影响

高强度渗碳钢17CrNiMo6常用喷丸强化工艺来改善抗疲劳性能,但疲劳载荷会使喷丸强化层的残余应力与组织发生改变,削弱了强化效果。采用X射线衍射方法研究了其残余应力、半高宽和残余奥氏体随疲劳载荷周次的变化规律,同时研究了喷丸前后表面形貌、硬度和组织的变化。结果表明,喷丸与二次喷丸强化层残余应力场在疲劳载荷前100周次内发生了应力松弛,松弛幅度分别为50%与33%,之后基本保持稳定。半高宽随载荷周次的增加分别下降了5%与7%,而残余奥氏体含量变化不大。此外,喷丸处理增加了材料表层残余压应力,细化了晶粒尺寸,使疲劳寿命提高了11%;二次喷丸可进一步增加材料表层残余压应力,细化晶粒尺寸并改善表面形貌使材料疲劳寿命提高了23%。因此在评估喷丸工艺强化效果,预测喷丸处理后零部件的疲劳寿命时,宜采用松弛后的残余应力作为衡量参数。     

铸钢表面镍基合金渗层耐磨性能的研究

以提高铸钢表面的耐磨性为目的,用负压铸渗技术在铸钢表面制备了一层与基体结合良好的耐磨镍基合金渗层;对渗层的成份、硬度进行了分析;用MM-200摩擦试验机,对比考察了镍基合金渗层与基体在干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能.结果表明:渗层到基体的显微硬度呈梯度变化,最高硬度出现在亚表层,硬度为542HV;在相同的摩擦条件下渗层的耐磨性远高于基体,载荷为100N时基体的磨损率是渗层的9倍,载荷为250N时基体的磨损率是渗层的5.19倍;渗层的存在提高了材料的耐磨性;渗层的磨损主要受氧化粘着和转移机制的控制.     

一种用于平面的电火花强化修复装置

研究了一种用于金属平面的电火花强化修复装置。经过SEM照片分析,MM200磨损试验,以及硬度梯度分布综合判断,该装置生成的强化修复层比较完整、有一定厚度,极大改善了零件表面的硬度和耐磨性。     

电弧喷涂快速模具工作表面的电刷镀强化实验研究

电弧喷涂快速制模多采用低熔点金属Zn或者Zn_Al合金 ,硬度低、耐磨性能较差 ,难以胜任模具工作时的恶劣工况。本试验选用快速镍和致密快镍两种镀液对其进行表面强化 ,对在不同施镀电压以及不同镀液始镀温度条件下获得的强化镀层的耐磨性能进行了对比分析 ,探讨了镀层耐磨性能与刷镀电压以及镀液温度的关系 ,得到了耐磨性能最好时的工艺参数