电火花表面强化TC4钛合金组织特征及性能研究

为研究混粉准干式介质中电火花表面强化TC4钛合金工艺对强化层组织特性的影响,以石墨和紫铜为电极进行电火花表面强化试验。通过强化层微观组织形貌观察、显微硬度测定及摩擦磨损实验分析,研究表明:脉冲电流对强化层性影响较大;采用石墨电极获得强化层表面组织不规则且多层叠和褶皱,显微硬度大,耐磨性能好,而采用紫铜电极强化层表面相对平整,但有微裂纹。电火花放电强化对工件表面整体性能改善显著,显微硬度提高3倍左右,强化层耐磨性能提高7倍左右。     

钛合金表面硅电极电火花强化及其耐磨性能

用硅电极分别在空气和硅油中对钛合金表面进行了电火花沉积强化改性。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪分析了改性层的形态、结构和成分分布,采用显微硬度计测试了改性层的硬度分布,通过电化学极化曲线和交流阻抗技术测试评价了改性层的耐蚀性,利用球-盘磨损试验机研究了改性层的耐空气环境磨损与耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。研究结果表明:硅电极在空气中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2、Si和TiN,硬度达2180HK。硅电极在硅油介质中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚的合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2和TiC,硬度达1810HK。硅电极电火花强化改性层的组成和硬度沿层深均呈梯度变化。硅电极电火花强化改性层显著提高了钛合金基材的抗空气环境干磨损性能,显著提高了钛合金基材的耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。     

电火花表面强化工艺及其应用

电火花强化工艺是一种简便而灵活的金属表面处理方法，它是通过电火花放电作用将作为电极的导电材料熔渗进工件表层金属，形成合金化的表面强化层，从而使工件表面的物理、化学和机械性能得到改善。目前，电火花表面强化工艺在模具、刀具、机械零件等的强化与修复方面已得到广泛应用。     

工程机械轴、孔零件的微量修复

大量工程机械的轴、孔零件在运行中极易磨损,磨损量在几十微米范围内称为微量磨损。金属表面的电火花强化方法是利用强化过程中强化层的微量增厚来实现零件的微量修复的。 一、电火花强化微量修复的原理 1.金属表面的电火花强化是通过强化机来完成的。图1为强化机工作原理图,在直流脉冲电源的两极分别接上导电材料和被强化工件,振动装置使电极脉冲火花放电,放电时产     

电子束扫描对铝合金表面强化层的影响

电子束表面处理可以提高铝合金材料的表面硬度、增加耐磨性.利用电子束扫描对铝合金进行表面强化处理,讨论功率密度、扫描频率、下束时间等电子束工艺参数对铝合金表面强化层形态的影响;研究电子束扫描对铝合金强化层组织和性能的影响;探讨电子束表面处理过程中试样产生裂纹的原因.采用扫描电镜分析铝合金电子束表面强化层的显微组织,并进行EDS成分测试;用HMV-ZT洛氏硬度计进行硬度测试;用HT-500高温摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,结果表明:强化层的深度和宽度随着功率密度和下束时间的增加而增大;但扫描频率的影响不显著;电子束扫描处理后,强化层组织的晶粒高度细化,表面强化层硬度是基体组织的1.39倍,耐磨性明显改善;凝固过程中产生的收缩应力是试样产生裂纹的主要原因.     

混粉电火花加工Ti-6Al-4V钛合金表面强化研究

以石墨为工具电极,在精密电火花成型机床上进行混粉电火花加工,对Ti-6Al-4V钛合金表面进行强化处理。利用TR200手持式粗糙度仪对传统电火花加工和混粉电火花加工的表面进行粗糙度的测量,并利用SEM、XRD等研究混粉电火花加工参数对加工表面层的影响。在MMU-10G型摩擦磨损试验机上对基体表面、普通电火花加工工件及磁力搅拌混粉电火花加工工件表面进行摩擦磨损试验。磁力搅拌混粉电火花加工使得工件表面的粗糙度降低且随着峰值电流和脉冲宽度的增大而增大,提高了工件表面质量。随着峰值电流和脉冲宽度的增大强化层越均匀、致密性越好且强化层越厚。工件表面还生成了TiC硬质合金相使工件表面耐磨性得到提高,工件表面性能显著改善。混粉电火花加工后工件表面得到强化。     

电火花强化机的应用

电火花强化工艺是利用脉冲电路的充放电原理,用硬质合金等导电材料作为工具电极,在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属件之间产生火花放电,直接利用火花放电的能量,使电极材料转移到工件表层,构成了强化层,从而改善工件表面的物理化学性能,提高表面硬度、耐磨性和耐蚀性,延长工件的使用寿命。我们使用常德市电力电容器厂生产的D74-3型电火花强化机(图1)强化工模具,以期提高使用寿命和修复尺寸超差的工件。     

膨胀锥钢表面等离子原位冶金强化层研究

采用等离子原位冶金技术,在膨胀锥用20CrMnTi低合金钢基体表面制备了Cr-Mn-Fe耐磨复合强化层,采用OM、XRD和显微硬度计分析了该强化层的组织结构以及硬度分布特征,并通过磨损试验机进行了磨损试验。结果表明,该强化层在微观组织上与20CrMnTi钢基体呈良好的冶金结合状态,性能匹配良好;强化层主要由γ-(Fe,Cr,Mn)基体及(Cr,Fe)7(C,B)3碳化物硬质相组成;由强化层表面至基体呈现出梯度递减的硬度分布特征,强化层的硬度显著高于20CrMnTi钢基体;强化层的相对耐磨性高出母材20CrMnTi钢10倍以上。     

电火花强化工艺

电火花强化采用了脉冲放电技术,直接利用电极和工件之间产生火花放电时的热能,使两者的局部材料熔融并合金化,从而工件表面形成合金化的强化层和扩散层,使工件表面的物理、机械以及化学性能得到改善。设备由两部分组成(图1),即脉冲发生器和振动器。由脉冲发生器周期地提供火花放电能量,它由直流电源、限流电阻R、充电电感L和充放     

2Cr13不锈钢表面电火花强化及磨损和冲蚀行为研究

采用电火花表面沉积(ESD)技术,选用YG-8硬质合金和石墨两种电极,对2Cr13不锈钢进行表面强化处理。研究了强化层深度的影响因素,采用辉光放电谱仪(GDS)测试强化层元素分布,用X射线衍射仪(XRD)分析组织结构,用球盘磨损试验机评价耐磨性能,用喷砂型冲蚀装置评价冲蚀性能。结果表明:强化层与基体为冶金结合,其深度随电源电压增加而增大,Ar气保护能有效地降低强化层中N、O含量。石墨电极强化层存在大量的Fe3C、奥氏体和少量石墨;硬质合金电极强化层存在大量的W2C、Co6W6C和WC1-x。经YG-8和C电极强化后,2Cr13不锈钢表面的硬度大幅度提高,摩擦系数明显降低,粘着磨损得到有效的控制,耐磨性能得到显著的改善。在10°小冲蚀角条件下,强化层明显提高了基体的抗石英砂冲蚀性能,而90°垂直冲蚀时,强化层的抗冲蚀性能却不及基体,原因是强化层韧性不及基材。     

电火花线切割碳钢微观表面质量的影响因素研究

通过对电火花线切割碳钢工件的亚表面层组织金相观测和微观硬度测量,分析不同碳含量碳钢工件亚表面层的微观组织结构,获得不同碳含量碳钢工件亚表面层的微观硬度分布情况,结合材料相变理论,阐明工件微观组织和微观硬度分布的形成机理。随后,设计单因素实验,分析工艺参数和碳含量的增加对于重铸层厚度(RLT)的影响规律,并分析这些影响规律的内在原因。实验结果显示重铸层厚度随碳含量的增加先增大后减小,重铸层厚度随脉冲电流和脉冲宽度增大而增大,随间隙电压增大而减小。该研究可为实际电火花线切割加工过程提供重要的理论依据。     

白口铸铁电火花表面强化研究

白口铸铁常被用于要求耐磨的工作表面,改善白口铸铁表面的耐磨性具有现实应用价值.利用金相分析、X射线衍射分析及显微硬度和耐磨性测试等手段,对白口铸铁表面进行电火花强化所得强化层的性能进行了研究,结果表明对白口铸铁进行电火花强化可以赋予其表层更高的硬度和更好的耐磨性.     

2Crl3不锈钢表面电火花强化及磨损和冲蚀行为研究

采用电火花表面沉积（ESD）技术，选用YG-8硬质合金和石墨两种电极，对2Cr13不锈钢进行表面强化处理。研究了强化层深度的影响因素，采用辉光放电谱仪（GDS）测试强化层元素分布，用X射线衍射仪（XRD）分析组织结构，用球盘磨损试验机评价耐磨性能，用喷砂型冲蚀装置评价冲蚀性能。结果表明：强化层与基体为冶金结合，其深度随电源电压增加而增大，Ar气保护能有效地降低强化层中N、O含量。石墨电极强化层存在大量的Fe3C、奥氏体和少量石墨；硬质合金电极强化层存在大量的W2C、Co6W6C和WC1-x，。经YG-8和C电极强化后，2Cr13不锈钢表面的硬度大幅度提高，摩擦系数明显降低，粘着磨损得到有效的控制，耐磨性能得到显著的改善。在10°小冲蚀角条件下，强化层明显提高了基体的抗石英砂冲蚀性能，而90°垂直冲蚀时，强化层的抗冲蚀性能却不及基体，原因是强化层韧性不及基材。     

AZ31B镁合金表面激光合金化Al-SiC涂层制备及其性能研究

针对镁合金表面耐磨性差,采用预置粉末法对AZ31B表面进行激光合金化Al-SiC粉末实验。使用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、摩擦磨损试验机、显微硬度计对合金化涂层的微结构、相组成及性能进行了分析研究。结果表明,强化层与基体呈冶金结合、组织均匀致密;合金化层主要由Mg17Al12、SiC、Mg2Si、Al4C5、Al2O3等相组成。涂层的显微硬度、耐磨损性能都明显高于基体。     

不同工作介质电火花表面强化技术研究现状

随着时代的进步和制造业的飞速发展,在机械零部件的需求上逐步提高,需要构件能够在恶劣环境中长期稳定工作,对金属材料表面性能要求更加严格,因此促进了金属材料表面改性技术的发展。金属材料表面改性技术是指通过物理、化学或机械手段来提高材料表面综合性能的一种强化方法,可以用来改善金属材料的使用性能,延长构件的服役寿命,减少资源消耗,因此在防腐、耐磨、强化、装饰等领域得到了广泛应用。电火花表面强化技术是通过工具电极与工件之间产生的脉冲性火花放电,使工具电极与工件接触的部位在极短时间内达到高温,造成该区域的熔化或气化,在此期间电极材料向工件表面高速扩散,与基体发生冶金反应生成多种强化相,从而在金属材料表面形成性能优于母材的强化层。总结了电火花表面强化工作介质的研究现状,并概述了液体、气体、准干式以及混粉准干式四种工作介质对金属材料表面强化层组织与力学性能的影响机制,展望了混粉准干式电火花表面强化技术的发展趋势。     

炮钢表面电火花沉积NiCrAlY的工艺研究

采用俄SE-5.01振动式电火花表面沉积机在炮钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层,研究了沉积层的厚度和工艺参数的关系。结果表明,合理的选择电火花脉冲能量能够控制强化层厚度,提高强化层的表面质量;同时,NiCrAlY沉积层的厚度受比沉积时间影响较小,可以作为已磨损和腐蚀构件的修复电极。     

U70MnSi和40Cr钢电火花表面强化层的组织与性能

采用硬质合金YG-8和焊条FW-1101作电极,在电火花表面强化器上强化了U70MnSi钢和40Cr钢的表面;用X射线衍射仪分析了强化层的结构,用滚动和滚、滑磨损试验研究了强化层的耐磨性,用阳极极化和浸泡试验研究了40Cr钢表面强化后的耐腐蚀性能。结果表明：强化层是由化合物和非晶组织组成的混合层;表面强化后试样的耐磨性明显提高;40Cr强化层的混合组织对耐腐蚀性能的影响超过了层中缺陷和残余应力的影响,使其耐腐蚀性能提高。     

0Cr18Ni9钢表面等离子铌合金化层的显微组织和摩擦磨损性能

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备出厚度为22μm均匀致密的渗铌合金化层;分析了合金化层的成分、显微组织及其摩擦磨损性能。结果表明:铌合金化层主要由铌的碳化物(NbC、Nb6C5)和金属间化合物(Cr2Nb、Fe2Nb)组成,表面硬度较基体提高一倍左右,达到614 HV0.025;合金化层的摩擦因数(8.05×10-2)与基体的(7.97×10-2)基本相同;基体和合金化层均以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损形式,合金化层的磨损率较基体的明显降低。     

超声强化对高强钢疲劳性能的影响

超声强化技术可用来改善材料表面完整性以提高其疲劳性能.本文针对超声滚压强化对低合金高强钢疲劳性能的影响进行研究,通过分析超声强化的强化机理及疲劳试样实验,采用金相显微镜、微观硬度仪及扫描电镜对30CrMnSiNi2A疲劳试样进行微观结构及显微硬度的测试,结果表明,经过超声强化后试样表面出现一层强化层,组织更为细密,显微...     

轧辊磨损及激光表面合金化改性技术应用试验

轧制过程中轧辊表面发生磨损会严重影响产品质量，并且频繁停机和换辊将大大增加生产成本。针对轧辊表面的失效破坏，采用激光合金化技术进行表面改性处理是一种经济且高效的方式。该文介绍了钴基、镍基、铁基等三种常用合金化粉末在轧辊表面激光合金化中的应用，通过显微硬度测试和摩擦磨损试验，证明了合金化层大幅提高了基体表面的硬度和耐磨性，可以很好地延长轧辊的使用寿命。同时强化效果与合金粉末成分、激光照射工艺参数都有关系，需根据实际情况选择合适的合金粉末成分和激光加工工艺以达到最优的效果。