H13钢表面电火花沉积WC涂层

利用DZ-4000(Ⅲ)型电火花沉积/堆焊机,以WC为电极材料,采用氩气为保护气对H13钢基体进行了电火花表面强化.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计等对沉积层的成分、组织、硬度和表面粗糙度进行了研究.结果表明,利用电火花沉积工艺可获得组织均匀、致密,且与基体呈冶金结合的沉积层,沉积层平均厚度约60μm.沉积层主要由Fe3W3C、(CrFe)7C3和W2C等相组成.沉积层的平均显微硬度为1321.4 HV0.05,约为基体硬度的3倍.     

H13钢表面电火花沉积钼涂层的摩擦磨损特性研究

在H13钢表面电火花沉积钼合金涂层,研究了其组织结构及摩擦磨损特性。结果表明,钼合金涂层由白亮层、扩散层和热影响区组成;钼元素与基体元素相互扩散形成冶金结合;合金层的显微硬度(约为1482HK0.025)较H13钢(280HK0.025)提高5倍左右;电火花沉积Mo合金层后摩擦系数明显降低,磨损质量损失仅为基材的1/7,抗磨性能显著提高。     

H13钢表面电火花沉积Nb涂层组织与性能研究

目的提高H13钢表面的力学性能和耐蚀性,延长模具的使用寿命。方法用Nb棒作为电极,氩气作为保护气体,通过电火花沉积技术在H13钢表面制备Nb沉积层。利用扫描电子显微镜分析沉积层的表面形貌、显微结构及磨痕形貌,利用X射线衍射仪分析沉积层的相组成,利用能谱仪分析沉积层的元素分布,采用显微硬度计和磨损试验机测试沉积层的显微硬度和耐磨性,采用电化学工作站对沉积层进行耐蚀性测试。结果 Nb电火花沉积层表面呈橘皮状,具有一定的粗糙度,主要由Fe_2Nb和Fe_(0.2)Nb_(0.8)等相组成。沉积层截面组织连续、致密,无明显缺陷,强化层内存在大量的微晶组织和非晶组织。Nb涂层与基体发生了元素的相互扩散和冶金结合的过程。沉积层显微硬度高达642HV,为基体的3.2倍。在同等磨损条件下,Nb沉积层磨损失重约为基体的1/3,磨痕较浅。沉积层在3.5%NaCl溶液中的电化学自腐蚀电位比基体提高了113 mV,自腐蚀电流密度显著降低。结论在H13钢表面电火花沉积Nb涂层,可有效提高其表面的显微硬度、耐磨性和耐蚀性,从而延长模具的使用寿命。     

Ti离子注入H13钢表面改性研究

利用MEVVA源强流离子注入机将Ti离子注入到H13钢表面,注入剂量和离子能量分别为0.5×1017~5.0×1017ions/cm2和105keV。利用TR IM2003程序模拟计算饱和注入剂量;通过显微硬度仪、磨损试验机、电化学测试系统和扫描电镜测试了注入前后H13钢的表面硬度、磨损性能、摩擦系数和耐蚀性。利用SEM、AES、XPS和EDX等分析手段对注入前后的材料表面形貌、注入元素的化学价态及浓度分布等进行分析。借助XPS考察了注入表面层钛元素的化学状态。结果表明,Ti离子注入显著提高了H13钢的表面硬度、耐磨性和耐蚀性,减轻了磨粒磨损;减轻了表面层铁元素的氧化。通过所测主要性能可知,利用钛离子注入改善H13钢较为经济有效的注入参数分别为1.0×1017ions/cm2和105keV。     

H13钢模具电火花表面强化工艺参数优化分析

采用正交试验法对H13钢模具电火花表面强化工艺参数进行了研究。优选结果表明,电极材料是影响电火花强化层性能的最主要因素;石墨电极是最佳的强化电极,其强化的涂层在耐磨性、组织形貌和显微硬度方面都表现出优异特性。     

H13钢表面脉冲等离子爆炸改性组织及性能的研究

利用脉冲等离子爆炸工艺对H13钢进行表面改性处理,通过OM、SEM和EDS分析了材料改性后的显微组织、断口形貌和元素分布,采用努氏硬度计测试了截面的显微硬度分布,并对其改性机制和工艺参数影响进行了分析和讨论。结果表明,脉冲等离子爆炸工艺可在H13钢表面形成厚度均匀,组织致密,高硬度的改性层;改性层由柱状晶区和细晶区组成,表层产生了离子注入现象,硬度呈现先上升后下降的趋势。脉冲等离子爆炸工艺能量越高,改性层越厚,晶粒尺寸越细,硬度越高。     

表面改性技术在H13钢上的应用

H13钢由于具有较高的淬透性和淬硬性,是1种重要的工业用钢,主要用于制造各种热作模具.热作模具在使用过程中,由于表面受到各种物理、化学等作用,其使用寿命较低.着重介绍了几种有利于提高H13钢模具寿命的表面改性技术.可以认为:多元共渗、复合处理及等离子体源离子注入技术均是改善H13钢模具表面性能的有效方法,而激光表面改性技术由于工艺过程中影响因素太多,设备费用昂贵,处理工件形状简单,其应用受到一定限制.     

离子渗氮化合物层对H13钢热疲劳性能的影响

采用Uddeholm热疲劳试验方法，用机械磨去法和在等离子体气氛内加氩的方法除去化合物层，并与有化合物层的热疲劳试样进行对比，以研究化合物层对H13钢热疲劳性能的影响。研究结果表明，化合物层所具有的高硬度和高强度，能使其推迟热疲劳裂纹的萌生，并在一定程度上阻止热裂纹向基体内部扩展，但有化合物层试样的热裂纹在表面扩展较快，经3000周热循环后，观察到横断面的热裂纹宽度较大、数量较多。     

微量Nb对H13钢性能的影响

研究了微量铌对AISI H13钢的力学性能、热稳定性能、回火稳定性、抗高温氧化性及抗冷热疲劳性的影响。结果表明，在H13钢中添加0．01％(质量分数，下同)的铌对力学性能没有明显改善，但热稳定性、回火稳定性和抗高温氧化能力明显提高。运用计算机图像处理技术对比研究两种材料的热疲劳裂纹变化规律显示，含微量铌的H13钢的热疲劳抗力明显比不含铌的H13钢要高，即微量铌的添加显著提高了抗热疲劳性能。     

H—13钢铸造性能的研究

Ｈ－１３钢是近十几年来应用较为广泛的热作模具钢。几何形状复杂的大、中型模具采用铸造方法制作具有显著的经济效益。可是，目前对Ｈ－１３钢的铸造性能缺乏足够的认识，这方面的研究工作也很少见到报道。为推广应用铸造方法生产Ｈ－１３钢热作模具毛坯，对Ｈ－１３钢的铸造性能作了较为系统的研究，并获得了一组有价值的Ｈ－１３钢铸造性能数据，为高质量的Ｈ－１３钢模具的铸造打下了基础。     

Wear resistance of Zr/WC composite coatings on Cr12MoV steel surface by electric spark deposition

Zr/WC composite coating was prepared on the surface of Cr12MoV steel by electric spark deposition technology to change its surface properties. The surface and worn surface morphology of the coating were observed using scanning electron microscope. Dry friction and wear tests of the coatings were carried out at room temperature. The results show that the coating is continuous and uniform, and the thickness was about 50-60 μm. The microhardness of the coating surface was highest at 1140 HV_(200g), which was significantly higher than that of the substrate. The ear tests results show that the wear weight loss, wear volume and wear rate follow the following rules: Cr12MoVWC coating Zr/WC composite coating.     

液体中电火花表面改性技术研究进展

液体中电火花(高能微弧火花)表面改性是改善金属表面性能的一种特殊的处理技术.该技术基于电火花放电的原理,采用在液体中添加粉末、利用液体的分解或电极的分解在很短的时间内在金属材料表面形成颗粒增强型或固溶强化型的改性层.本文对放电的基本原理、表面改性的工艺过程均做了介绍.分析了极性效应、放电参数(如电压、电流)以及液体介质的种类对金属表面改性层形成的影响,同时对液体中的电火花表面改性技术的前景与不足作了展望.     

SCH13钢表面微弧火花沉积Stellite合金

采用高能微弧火花沉积技术在SCH13钢表面制备Stellite合金涂层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪对沉积层的显微组织形貌、成分及结构进行分析,并对微弧火花单脉冲沉积斑的形成与生长机制进行重点研究.结果表明,高能微弧火花作用下Stellite合金单脉冲沉积斑呈飞溅状,大量单脉冲斑的不断叠加最终形成具有一定厚度的沉积涂层.微弧火花沉积层依附于基体的界面以柱晶组织呈外延生长,并与基体形成良好的冶金结合,涂层稀释率较低,主要由γ-Co固溶体和铬的碳化物组成.随着工作电压的增加,沉积层显微组织略有粗化,其平均硬度较Stellite合金电极材料有显著提高.     

不同表面处理的H13钢耐铝液腐蚀的对比分析

H13钢试样经真空热处理后,分别对其进行渗氮和碳氮硫共渗处理,然后浸入700 ℃高温熔融铝液中进行腐蚀试验,并对腐蚀前后试样的截面组织形貌、质量损失及相成分进行了详细分析。结果表明:渗氮试样与碳氮硫共渗试样的渗层界面结合方式相似,渗层光滑致密,与基体分界较为平整。碳氮硫共渗试样的表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N、FeS、Fe₃C相,其中FeS相是典型的密排六方晶体结构,且硬度较高;渗氮试样表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N相,渗层的表面硬度高于碳氮硫共渗试样。在相同的腐蚀条件下,真空热处理试样的质量损失为7.5 g,质量损失率为21.1%,渗氮试样的质量损失为4.1 g,质量损失率为11.2%,碳氮硫共渗试样的质量损失为0.8 g,质量损失率为2.2%。试样中的铁铝化合物呈锯齿状嵌入基体,厚度分别为184.75、88.56和35.88 μm;经铝液腐蚀后的主要化合物均为Fe₂Al₅,其中碳氮硫共渗试样由于S、C的加入,可与H13钢基体形成FeS和Fe₃C,表现出最佳的耐高温铝液腐蚀性能。     

渗硼处理对H13钢碳化铬覆层抗铝液侵蚀性能的影响

将未处理H13钢、热反应扩散(TRD)法渗铬试样及铬硼复合渗(TRD渗铬+TRD渗硼)试样浸入熔融铝液进行热浸铝试验。对渗铝试样截面进行显微观察及渗铝层定点成分分析。结果表明:相同热浸铝条件下,单一碳化铬覆层的浸铝层厚度与未处理H13钢相当,即单独渗铬并不能提升H13钢抗铝液侵蚀能力。而硼铬复合处理试样浸铝层厚度为单一碳化铬覆层的67%,渗硼处理的应用能够有效提高TRD碳化铬覆层抗铝液侵蚀能力。试样经热浸铝后渗铝层Fe-Al金属间化合物成分主要为Fe₂Al₅。     

The microstructure of coatings on high-carbon steel strips produced by electric resistance deposition

The results of investigation of the microstructure of the heat-affected zone and of the coating, produced in reconditioning components by electric resistance deposition of heat-treated high-carbon steel strips, are presented.     

表面处理对模具钢耐蚀性能的影响

将经过氧化、软氮化及喷砂等不同表面处理的热作模具钢(H13和EX1)试样浸入铝合金液进行熔损试验。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对试样表面结合界面进行显微组织观察和腐蚀产物成分分析。结合差式扫描量热(DSC)分析技术,监测反应过程中的热量变化,研究这三种常用表面处理工艺对压铸模具钢耐热铝侵蚀性能的影响。结果表明：氧化处理所形成的氧化层可以有效提高模具钢的耐热铝侵蚀性能,软氮化所形成的渗氮层则减弱了模具钢的耐热铝侵蚀性能,喷砂处理后表层的形变强化层及残余压应力基本不影响模具钢的耐热铝侵蚀性能。     

喷射成形H13钢的抗氧化性

分别在600、650和700 ℃温度下对喷射成形H13钢循环加热100 h,通过XRD、SEM、EDS、称量增重等方法分析了喷射成形H13钢氧化膜的物相类型,氧化层形貌,元素分布和质量变化规律。结果表明,经过100 h保温后,试样表面形成了两层氧化膜,外层氧化膜主要由Fe2O3和Cr2O3组成,组织疏松,有较多孔洞;内层氧化膜是尖晶石结构的NiCr2O4/NiCrO4化合物,组织致密不易脱落,有效阻碍了O2和合金元素的扩散。与铸造H13相比,喷射成形H13钢具有更好的抗氧化性能。     

电火花沉积制备WC涂层高速钢钻头研究

利用DZ-1400型电火花沉积机,以WC为电极,以氩气为保护气,在W18Cr4V高速钢麻花钻头表面制备了WC硬质合金涂层.利用光学显微镜观察分析了涂层金相,利用显微硬度计测量涂层的硬度和厚度.在干式切削条件下进行切削试验,分析比较了涂层钻头与未涂层钻头寿命和磨损情况.结果表明,WC涂层可显著提高刀具切削能力,延长其寿命,在钻削45钢和铸铁时,涂层钻头平均寿命分别比未涂层钻头提高了10倍和13倍,同时钻头磨损速度明显减缓.