超硬镀膜轴承滚动体的内应力及膜厚对其影响的有限元分析

本文应用三维有限元方法，分析计算了沉积超硬涂层的轴承滚动体的内应力及膜厚对内应力分布规律的影响；揭示了在接触区附近，涂层内应力呈局部凹凸面分布，界面附近的底材内应力呈＂礼帽＂型分布；并且当涂层厚度增大时，膜内最大应力减小，底材内最大应力却增大。涂层厚度一般不宜超过８μｍ．计算结果为超硬涂层轴承设计提供了理论参考．     

齿轮涂层接触应力场分析及应用

涂层的机械力学性能对于涂层的应用尤为重要,涂层/基体系统的失效和破坏与涂层表面及界面接触应力密切相关.基于赫兹接触理论,应用有限元法对齿轮涂层接触应力场情况进行模拟.先在没有涂层的系统上对模型的精确性进行检验,然后通过改变涂层的弹性模量比和厚度,探究应力分布规律.结果表明:当涂层/基体弹性模量比Ec/Es＜2、涂层厚度/接触半径对t/a=0.05齿轮涂层应力分布最为有利 ;研究结果为齿轮涂层技术的应用提供了科学的理论依据.     

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。     

不同沉积工艺下TiN涂层金属学特性的研究

采用不同沉积工艺得到的TiN涂层高速钢的物相主次不同 ;涂层宏观残余应力呈压应力状态 ,应力状态主要与膜 /基材料的热力学性能的差别有关 ;不同沉积工艺得到的TiN涂层高速钢的晶粒度约 0 1μm ,其对涂层的耐磨性影响不大 ,微观残余应力对耐磨性起了很大作用 ;不同沉积工艺得到的TiN涂层的点阵参数偏大 ,这主要是由涂层的微观残余应力和原子置换引起的 ;摩擦学实验表明以 ( 111)晶面择优取向的试样的耐磨性最佳     

C3N4涂层刀具在切削淬火钢和硅铝合金中的应用

氮化碳是一种新型超硬材料,在高硬度、耐磨损、低摩擦系数和导热性等方面与金刚石相似。本文采用DC反应磁控溅射法在硬质合金(YT15)上沉积氮化碳超硬涂层,将其应用于干切削领域,通过对硅铝合金和淬火钢的干式切削试验,研究氮化碳涂层刀具的切削加工性能。     

新型防滑防腐耐磨复合涂层制备工艺

介绍了用于电弧喷涂制备防滑涂层的粉芯丝材及喷涂工艺。应用自行开发研制的铝基陶瓷复合材料粉芯丝材，采用高速电弧喷涂工艺制备复合涂层，结果表明：制备的涂层摩擦系数大，防滑性能良好，并具有良好的耐磨防腐性能。     

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。     

AlTiCrN-DLC涂层刀具对Inconel718高温合金的切削性能研究

针对B8W2-3型管螺纹车刀的工况,制备了AlTiCrN和AlTiCrN-DLC涂层,分析了复合涂层的膜层厚度、膜基结合力和摩擦磨损行为,并对涂层刀具的切削性能进行了研究,分析了DLC膜层对涂层刀具磨损状态的影响。研究表明:AlTiCrN-DLC涂层中AlTiCrN膜层厚度约为3.5μm,DLC膜层厚度约为2.5μm,其中DLC膜层为典型非晶态结构,AlTiCrN-DLC涂层压痕等级为HF3,低于AlTiCrN涂层,AlTiCrN涂层摩擦系数为0.54,AlTiCrN-DLC涂层摩擦系数为0.13,且无明显犁沟痕和大面积涂层脱落现象。在切削速度为50m/min、切削长度为0-60m时,AlTiCrN-DLC涂层可明显降低涂层刀具后刀面磨损量和粘结磨损,减少积屑瘤和微崩刃的产生。     

镍基合金涂层的超塑性扩散焊接及其耐磨性

研究了５ＣｒＭｎＭＯ钢火焰喷涂ＮｉＦｅＢＳｉ合金层的超塑性扩散焊接及压焊后的磨损规律，在压缩条件下，通过对不同温度下涂层和基材的ｍ值及变形速率比ｗ的测定，选择压缩条件下的超塑性参数，使其材和涂层发生协调超塑性变形，指出在涂层和基材发生协调的压缩超性变形时，涂层与基材，涂层原颗粒界均可完全焊合，同时提高了涂层的耐磨性。     

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。     

Fe基非晶纳米晶电弧喷涂层的摩擦磨损行为

利用超电弧喷涂技术在20#钢基体上制备含有非晶纳米晶的铁基涂层。采用扫描电镜分析涂层的组织形貌,用X射线衍射分析涂层的相结构,并对涂层与基体20#钢在干摩擦条件下的摩擦学性能进行对比研究。结果表明:Fe基非晶纳米晶涂层中含有非晶相和纳米相,孔隙率较低,具有较高的硬度;相同条件下,涂层的摩擦因数较小,磨损量较小,涂层的耐磨性优于20#钢;20#钢基体的磨损失效形式为黏着磨损,而Fe基非晶纳米晶涂层的失效形式开始时是疲劳磨损,随着粒子的脱落,失效形式就变为磨粒磨损。     

涂层残余应力测量及涂层刀具损伤表征研究综述

涂层寿命直接影响涂层刀具的使用寿命，而涂层中残余应力的大小及分布是涂层寿命的主要影响因素。本文对涂层结构残余应力测量常用的钻孔法、X射线衍射法、拉曼光谱法的原理及应用进展进行了综述，讨论了每种方法的优势及局限性，总结归纳了涂层刀具损伤失效的表征方法及涂层残余应力演化与刀具损伤失效之间的关联。     

哈一工与德国企业组建镀膜公司

哈尔滨第一工具有限公司与德国PVT超耐磨薄膜技术公司合资合作，成立了哈一工普威特镀膜有限公司。合资公司于2004年9月底正式投产。该公司采用PVT公司世界先进的PVTM2／ARC镀膜技术与工艺，进行单层与多层复合超硬耐磨层的沉积，使沉积的涂层拥有极高密度和硬度。该镀膜技术广泛应用于超耐磨镀膜、润滑膜镀膜、耐腐蚀膜、装饰膜等领域。     

微织构表面电射流沉积MoS2/Ti涂层及其摩擦磨损特性研究

利用激光加工技术在YG6硬质合金基体上制备椭圆阵列微织构。配制了MoS_2/Ti悬浮液,利用电射流沉积技术在YG6硬质合金基体上沉积了厚度为17μm的MoS_2/Ti涂层,研究了电射流沉积流量和沉积高度对涂层形貌的影响。当沉积流量为12μL/min、沉积高度为5mm时,获得了均匀紧凑的MoS_2/Ti涂层。对MoS_2/Ti涂层沉积前后织构化基体摩擦磨损特性进行研究,结果表明:表面织构可以降低摩擦系数及其波动程度,有效储存涂层材料;MoS_2/Ti涂层降低基体表面的摩擦系数效果更为明显,能够减缓基体的磨损程度。     

高性能超硬涂层刀具的应用

采用最新表面改性技术——金属离子注入和多元多层复合涂层技术，在高速钢钻头和丝锥上进行高性能超硬涂层．同时简述涂层刀具的切削试验过程及生产应用效果，并指出了影响涂层刀具切削性能的因素。     

不同抛光工艺对涂层形貌及其摩擦磨损性能的影响

该文揭示了不同抛光工艺对涂层表面形貌及涂层与密封间摩擦匹配性能影响规律.分别利用不同目数的膜基砂带和布基砂带,对等离子喷涂Cr2O3-TiO2陶瓷涂层进行抛光处理,采用粗糙度仪、三维光学显微镜分析了不同抛光工艺下涂层表面轮廓特征,以摩擦系数和磨损失重量分析了不同抛光工艺下涂层与密封间摩擦匹配性能.结果表明,涂层表面质量...     

带有硬涂层的球轴承应力场分析

在建立名义点接触问题有限元模型的基础上，计算了不同涂层厚度下6309深沟球轴承的亚表层应力场，首次提出了一个涂层膜厚的无量纲参数ξ。结果表明，当涂层厚度参数ξ小于0．035时，接触区内的Mises应力和最大剪应力的最大值及其所在深度较之无涂层时无显著变化；与无涂层的情况不同，涂层体系表面接触中心处的Mises应力不为零；涂层／基体界面上的Mises应力的最大值出现在接触中心处，最大剪应力在偏离接触中心处出现。     

TiVN涂层的耐磨性与切削性能的关联研究

通过多弧离子镀沉积技术制备了TiN和TiVN涂层,对比了两种涂层在不同工况下的摩擦磨损性能和切削性能,并指出影响刀具涂层服役性能的主要因素。结果表明,V元素掺杂有效提高了TiN涂层的硬度和结合力、减小了TiN涂层的摩擦因数和低温下的磨损率,但V容易氧化的特性导致500 ℃及以上温度TiVN涂层产生较高的磨损率。切削测试表明,在麻花钻的主切削刃和横刃区域两种涂层发生明显的剥落,而在后刀面涂层未发生明显剥落,TiVN涂层较高的膜基结合强度和耐磨性能使得它对刀具的防护效果更佳;刀具涂层的服役性能与其耐磨性能和膜基结合强度有关,刀具的主切削刃和横刃区域对涂层的耐磨性能和膜基结合强度有着苛刻的要求,且切削刃尖端温度较高,对涂层的高温耐磨性能和膜基结合强度要求也高。     

铝硅聚苯酯封严涂层切向载荷作用下应力分布的有限元分析

在封严涂层弹性模量试验的基础上,建立封严涂层摩擦有限元模型,对民航发动机铝硅聚苯酯封严涂层的摩擦过程进行有限元分析。分析了摩擦系数、涂层厚度和粘结层厚度等参数对涂层/粘结层/基体系统应力分布的影响。分析结果表明:在切向载荷的作用下,随着摩擦系数的增大,涂层表面、涂层与粘结层的界面以及粘结层和基体界面处的应力峰值均增大;随着涂层厚度的增大,涂层表面及两界面处的应力峰值均减小,但当涂层厚度达到一定程度后,继续增加涂层厚度对降低应力峰值的效果不明显;粘结层厚度在一定范围内的变化对涂层表面和涂层与粘结层界面处的应力变化影响不大,但随着粘结层厚度的减小,粘结层与基体界面处的应力峰值均增大。     

冷喷涂制备纳米结构超硬WC-Co涂层及其结构表征

采用纳米结构WC-12Co粉末通过冷喷涂方法制备了纳米结构WC-Co涂层，测量了粉末粒子沉积的临界速度。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜表征了涂层微观结构，采用维氏硬度计测定了涂层显微硬度。研究了单个WC-Co粉末粒子的沉积行为，为了比较分析涂层与相应烧结块材的性能差异；测量了WC颗粒尺寸。研究结果表明，采用纳米结构WC-12Co粉末可以成功制备纳米结构，WC-Co涂层；涂层组织致密，喷涂粉末中的纳米结构在冷喷涂过程中完全移植到了涂层。涂层，的维氏显微硬度达到1820HV0．3，与相应烧结纳米WC-Co块材的硬度相当。并对WC-Co粉末的沉积行为与粉末结构对涂层的影响进行了分析讨论。