TC6合金柱塞表面改性对耐磨性能的影响

采用离子渗氮、双层辉光离子渗Mo、阴极弧离子镀TiN技术在TC6钛合金基体表面制备了强化层。对比研究了TC6合金基体、各强化改性层、Cr12MoV工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及铜合金(ZCuSb3Ni3Zn3Pb20P)配副对磨时的摩擦学性能,探讨了TC6合金渗氮后抛磨处理对摩擦副磨损行为的影响。结果表明,在航空煤油环境中,以GCr15钢为配副时,TC6合金的表面耐磨性能明显不及Cr12MoV钢;对TC6合金进行表面强化改性处理,离子渗Mo、离子渗氮、离子镀TiN可提高TC6合金表面硬度,显著提高表面耐磨性,但仍不及Cr12MoV钢;TC6合金离子渗氮再经抛磨后处理可减小表面粗糙度,具有较低的摩擦因数,能有效地改善摩擦体系的耐磨性能,获得优于Cr12MoV钢的耐磨性能。     

304奥氏体不锈钢氮离子注入层的组织与性能研究

对具有抗磁性的304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,以提高其硬度和耐磨性.研究了奥氏体不锈钢渗氮前后的金相组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等,并与常用高硬度、高耐磨性GCr15钢进行了对比.结果表明:304奥氏体不锈钢通过一定时间的离子渗氮后,依然具有很好的抗磁性能,且表层硬度约为基体硬度的6倍,耐磨性能大大提高,其性能...     

对磨材料对TC11合金高温磨损行为的影响

采用高温磨损试验机对TC11合金在400、500、600℃进行磨损试验,研究对磨材料GCr15和M2钢对TC11合金的磨损行为的影响。结果表明,TC11合金无论与GCr15还是M2钢对磨,磨损率均随温度的升高而降低,TC11合金表现出优异的高温耐磨性。在大多数情况下,TC11合金磨损率随载荷增加均处于较低值且波动较小,但在400℃、超过200 N(与GCr15钢对磨)时和在400、500℃,大于200 N(与M2钢对磨)时磨损率显著增加。与M2钢对磨比与GCr15钢对磨使TC11合金磨损率升高。TC11合金的高耐磨性归因于摩擦氧化物层的保护作用。硬的对磨材料(M2钢)比软的对磨材料(GCr15钢)易于破坏TC11合金表面摩擦氧化物层而损害其保护作用。     

提高铁道车辆车钩耐磨性能试验研究

采用调质、表面堆焊、表面等离子熔敷三种处理方法对C级钢进行强化处理，在MXP1000摩擦试验机上进行摩擦磨损试验，并用扫描电镜分析试样的微观组织和摩擦表面形貌，研究各种处理方法对C级钢组织特征和耐磨性能的影响。结果表明离子熔敷技术是一种有效的提高车钩耐磨性能的工艺方法，熔敷耐磨复合材料的耐磨性是调质GCr15钢的3．2倍。     

物理气相沉积Ti/TiN提高冷冲模具寿命研究

对Cr12MoV冷作模具钢表面进行了单一处理(PVD Ti／TiN)和双重处理(低温等离子氮化 PVD Ti／TiN),通过显微硬度、划痕和磨损试验综合分析了这两种不同处理涂层的摩擦学性能。而且,对PVD Ti／TiN涂覆的“控制臂翻边凸模”进行应用试验。研究结果和应用试验表明：较单一处理,双重处理改善了涂层与基体界面的结合,显著提高了Cr12MoV钢的表面承载能力和耐磨性,PVD Ti／TiN涂覆的“控制臂翻边凸模”寿命提高了2倍多。     

TC11合金/GCr15钢摩擦副的干滑动磨损行为

在高温磨损试验机上进行TC11合金与GCr15钢在25和600℃的干滑动磨损实验。研究摩擦副(钛合金与对摩钢)的磨损行为,并探讨磨损机制。结果表明:在25℃时,TC11合金具有极高的磨损率并随着载荷快速增加,而GCr15钢的磨损率则随载荷提高略有增加,且处于较低值。在高温600℃时,TC11合金和GCr15钢均表现为随着载荷增加,磨损率变化较小的趋势,且处于极低的值。研究发现高温下摩擦氧化物的形成导致了TC11合金和GCr15钢极低的磨损率。可以认为,在高温下TC11合金与GCr15钢是一种理想的摩擦副。     

冷冲模具堆焊材料及堆焊工艺

针对冷冲模具的工作条件,失效形式和性能要求,研制了了ＣｒＭｏＷＶＴｉ合金系堆焊金属,并把它分别配制成钨极氩弧焊用药芯焊丝和焊条两种堆焊材料。     

16Mn钢离子渗氮和离子 S-C-N共渗表面摩擦学性能

16Mn钢在离子渗氮基础上采用S-C-N的离子共渗技术制备出一层硫化物层，在半润滑条件下，以LY12铝合金圆环为对摩下试样，分别与16Mn钢表面渗碳和渗硫试样进行对摩试验；采用了GCr15钢为对摩下试样来测定16Mn钢表面渗碳和渗硫试样的磨损规律：用扫描电子显微镜，EDAX和XRD对磨损试样的磨痕形貌及成分做了分析。结果表明：与渗硫试样对摩的LY12铝合金圆环的表面粗糙度、磨损率、平均摩擦系数以及摩擦系数波动的幅度都比与渗碳试样对摩的要低；与LY12铝合金对摩过程中，渗硫层能够有效地避免粘着磨损，并且GCr15钢对摩过程中，渗硫层能够有效地降低16Mn钢的磨损程度。     

冷冲模电火花加工层的疲劳磨损与耐磨性

分析了ＣｒＷＭｎ钢冷冲模电火花加工表面的疲劳磨损机理，研究了Ｃｒ１２模具钢电火花加工表面在冲击负荷下的耐磨性。ＣｒＷＭｎ钢电火花加工层的疲劳磨损与材料中的网状碳化物有关，低硬度的回火软化层加速模具的疲劳磨损。Ｃｒ１２钢的电火花加工层可提高耐磨性。     

激光熔敷NiTi/Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层组织及耐磨性

以Ni79Ti21（wt％）合金粉末为原料,采用同步送粉激光熔敷技术在BT20钛合金表面制备出NiTi／Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层,分析了该涂层的显微组织,测试了该涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔敷涂层组织均匀致密,与基材呈良好的冶金结合,具有优良的抗滑动磨损性能。     

钎焊法制备硬质颗粒复合材料的耐磨性和磨损机理

为了提高硬质颗粒复合合金材料的耐磨性并揭示其与界面结合、微观组织及磨损机理之间的关系,本文设计并通过钎焊法,在普通铸钢件表面制得了厚度可达30mm的WC颗粒增强铜基合金覆层,测试分析了上述各种因素对此覆层耐磨性的影响.力学性能测试表明:该覆层与钢母体结合强固,且具有良好的综合性能.SEM观察和能谱分析说明:复合合金层组织由弥散强化铜基合金基体与WC颗粒相组成,且二者形成了强有力的反应性结合.磨料磨损试验证明:该复合合金在二体和三体磨损条件下均有较高的耐磨性,与低合金钢的切削和犁沟变形应变疲劳以及高铬铸铁的切削磨损机理不同,该复合合金与切削及脆性剥落两大磨损机理相对应.     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

Improvement of press dies used for the production of diamond composites by means of DUPLEX-PVD-coatings

In the machining of hard materials such as glass or stone, cemented carbides have been recently replaced by diamond tools, consisting of a metallic carrier, on to which diamond segments are brazed. One of the most economic ways for the production of diamond segments is the cold compaction of the mixture of a metallic powder and diamond particles. Due to a highly abrasive sliding contact between diamond particles and the die walls, the wear rate of the press dies is very high. As a result of a low lifetime of the press dies, they must be replaced in short time periods. To avoid the costly and time-consuming substitution of the press dies, in this work PVD-coatings were deposited on the inner surface of the pre-plasma nitrided press dies (DUPLEX treatment). Thereby, various high and low alloy tool steels were treated by means of plasma nitriding process. Subsequently, a nanocomposite TiAlN coating (nc-TiAlN) was deposited by means of a high ionization magnetron sputtering device on nitrided and non-nitrided steel substrates. The mechanical and tribological properties of these coating systems were studied by means of several standard tests such as nanoindentation, ball-on-disc and scratch test. The most wear resistant coating system was chosen to employ on the inner surface of the press dies. The wear resistance of the press dies developed in this study was tested under real loading condition during compaction of the mixture of diamond particles and cobalt powder. It was revealed that employing plasma nitrided tool, steels coated with nanocomposite TiAlN decreases the wear rate of the press dies up to 76%.     

GCr15轴承钢低温离子渗硫层的组织与耐磨性能

采用OM、XRD、SEM和UMT摩擦磨损试验机等对不同表面处理后GCr15轴承钢的显微组织和耐磨性能进行了研究。结果表明,相比于碳氮共渗后的GCr15轴承钢,碳氮共渗+低温渗硫后的GCr15轴承钢表面形成了以FeS为主的渗硫层,其微观形貌呈现均匀细小的颗粒状,虽硬度略有下降,但摩擦因数和体积磨损率均明显降低,可显著提高轴承材料表面抗擦伤、抗咬合的能力,从而延长轴承零部件的使用寿命;在磨损过程中,FeS层发生脱落、产生涂抹效应,显著降低了磨粒磨损的程度。通过磨损形貌分析,磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。     

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。     

Cr基金属氮化物涂层改善冷冲模性能的研究

采用非平衡磁控溅射法在硬度分别为56HRC和62HRC的Cr12MoV冷作模具钢表面制备Cr/CrN/CrTiAlN涂层,综合分析了涂层的表面性能,并进行了应用试验。实验结果和应用试验表明：Cr/CrN/CrTiAlN涂层能显著提高Cr12MoV钢基体的表面硬度（2550HV25）及承载能力,并与基体较好地结合,从而显著减少了Cr12MoV钢基体的磨粒磨损,耐磨性提高,对于高的基体硬度这一效果更为明显。经Cr/CrN/CrTiAlN涂层的翻边精整冷冲模,较未表面处理模具其使用寿命提高了两个数量级以上。     

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。     

冷挤压模具的深冷处理

对常规热处理后的部分高合金模具钢和钢结硬质合金的冷技压模具进行深冷处理，模具的硬度略微变化而红硬性和耐磨性增加，大大提高冷挤压模具的使用寿命．深冷处理强化的原因主要是残余奥氏体转变、超微细碳化物析出及表面粗糙度和摩擦性的改善。     

GCr15钢冷作模具的铬钒共渗表面强化

探讨了ＧＣｒ１５ 钢固体粉末铬钒共渗工艺参数,并运用金相、硬度、扫描电镜能谱及波谱分析、Ｘ射线结构分析、耐磨及脆性等试验方法,测定了共渗层的组织、相结构、渗层硬度分布、磨损及脆性等特性。结果表明,该共渗渗层组织均匀,结构致密,具有高硬度、良好的滑动摩擦磨损性能及较低的脆性等。应用于冷作模具,获得了高的使用寿命。     

Wear mechanisms of PVD ZrN coated tools in machining

Medium-frequency magnetron sputtered PVD ZrN coatings (ZrN, ZrN/Zr) were deposited on YT15 (WC + 15%TiC + 6%Co) cemented carbide. Microstructural and fundamental properties of these ZrN coatings were examined. Dry machining tests on hardened steel were carried out with these coated tools. The wear surface features were examined by scanning electron microscopy. Results showed that deposition of the PVD ZrN coatings onto the YT15 cemented carbide causes great increase in surface hardness. The ZC-1 coated tool (ZrN/YT15 without interlayer) has the highest surface hardness; while the ZC-2 (ZrN/Zr/YT15 with a Zr interlayer) shows the highest adhesion load for the coatings to the substrate. The ZrN coated tools exhibit improved rake and flank wear resistance to that of the YT15 tool. The coated tools with a Zr interlayer (ZC-2) have higher wear resistance over the one without Zr interlayer (ZC-1). The rake wear of the ZrN coated tools at low cutting speed was mainly abrasive wear; while the mechanism responsible for the rake wear at high cutting speed was determined to be adhesion. Extensive abrasive wear accompanied by small adhesive wear were found to be the predominant flank wear mechanisms for the ZrN coated tools.