强化研磨加工中喷射角度对GCr15轴承钢耐摩擦腐蚀性能的影响

研究不同喷射角度下强化研磨处理GCr15轴承钢板表面耐摩擦腐蚀性的影响.通过改变强化研磨喷射角度,在3.5％NaCl中进行摩擦磨损实验,测试其耐摩擦腐蚀性能.并对试样进行金相组织、SEM、显微硬度、质量磨损和表面磨痕分析.在不同喷射角度下的摩擦腐蚀试验下,磨损量分别为0.0925 g、0.0533 g、0.0247 g,低于未处理的试样(0.1311 g),其表面磨痕宽度分别为491.9μm、346.8μm、323.2μm,比未处理的试样低(545.9μm),但是其表面粗糙度分别为Ra0.545μm、Ra0.598μm、Ra0.618μm,比未处理的试样高(0.481μm).当喷射角度由30°增加至90°时,其质量磨损量下降72％,表面磨痕宽度下降41％,表面粗糙度上升18％,强化层厚度增加55％,当喷射角度为90°时,试样的显微硬度最高(HV895.4).由此得出结论:不同喷射角度下强化研磨加工处理GCr15轴承钢板后,材料表层虽然粗糙度有所提升,但是组织尺寸变小、硬度提高、出现组织均匀的致密强化层,在综合条件下材料的耐摩擦腐蚀性能得到提高.     

固溶处理后7055铝合金的摩擦磨损性能

对7055铝合金分别进行单级固溶、双级固溶和高温预析出等固溶处理,测量不同固溶处理后试样的硬度,以及采用不同目数砂纸打磨后试样的表面粗糙度。以GCr15钢球为对偶件,采用摩擦磨损试验机研究不同目数砂纸打磨后试样的摩擦学性能,采用扫描电镜对磨痕形貌进行分析,探讨7055铝合金的磨损机制。结果表明:双级固溶处理(240℃×2 h+480℃×2 h)得到的试样性能最好,其硬度最高,表面粗糙度值较低,摩擦因数最低;而高温预析出处理(480℃×2 h+240℃×2 h)得到的试样性能最差;固溶处理后试样硬度越大,摩擦因数越低,而表面粗糙度与摩擦因数呈现出非线性关系,表面粗糙度在0.35～0.5μm之间时试样的摩擦因数最低。表面粗糙度较高时,7055铝合金在干摩擦时主要发生黏着磨损、磨料磨损和表面疲劳磨损,表面粗糙度较低时,主要发生黏着磨损和疲劳磨损。     

超声冲-滚处理工业纯钛焊接接头摩擦学性能研究

采用自行研制的超声冲-滚处理装置对工业纯钛焊接接头进行处理,分析不同工艺参数对工业纯钛焊接接头焊缝区域表面粗糙度、硬度的影响。结果表明:经超声冲-滚处理,材料表层晶粒尺寸均细化至纳米量级,变形层厚度可达320μm左右;试样表面的粗糙度略有增加;其硬度值由HV146.6提升至HV312.8,较未处理材料提高了113.4%。采用球盘式结构试验机对超声冲-滚处理试样进行干摩擦磨损实验,研究不同工艺参数对试样摩擦磨损性能的影响,用扫描电镜观察磨损后试样的表面形貌。结果表明:超声冲-滚处理试样摩擦因数与磨损量较未处理试样均有所减小,在冲击电流1 A、冲击时间9 min时达到最小值:超声冲-滚处理试样的磨痕更浅,磨损表面更平整,表明超声冲-滚处理明显改善了工业纯钛焊接接头摩擦磨损性能。     

40CrNiMoA钢瞬态电能强化层的摩擦磨损性能

在自制的瞬态电能表面强化设备上，采用Ф3mm的石墨、YG8硬质合金、CrWMn和Cr12MoV电极，选用40～60V电压和180μF电容，电极在工件表面移动速度为1．63mm／s，对40CrNiMoA钢表面强化，用SEM观察了强化层的形貌和组织，在MM-200型磨损试验机上进行磨损试验。结果表明，以Crl2MoV电极强化后的耐磨性能最好，其平均磨损速率仅为未处理试样的1／6，其次为石墨电极强化的表面（平均磨损速率为未处理试样的1／5左右）。40CrNiMoA钢表面经过石墨电极瞬态电能强化后，磨损前期摩擦因数在0．15～0．3之间；后期摩擦因数平均值在0．3～0．7之间。未处理试样摩擦因数平均值在0．85～0．9之间。几种表面强化的试件与不锈钢的磨损表明，主要磨损形式为磨粒磨损和疲劳剥落。瞬态电能表面强化比其他表面处理方法简单易行、成本低，可推广应用于其它材料的表面强化。     

喷丸强化对CF53钢摩擦磨损性能的影响

采用3种喷丸强度(0.326,0.401,0.438 mm)对CF53钢进行表面喷丸强化,并在油润滑条件下进行销-盘式摩擦磨损试验,对比研究了喷丸前后试样的表面形貌、显微组织、显微硬度和耐磨性能.结果表明:喷丸强化后试样表面呈现酒窝状凹坑形貌,表面粗糙度、显微硬度和硬化影响区深度随喷丸强度的增加而增大;3种强度喷丸强化...     

超声表面滚压加工对Ti-6Al-4V合金显微组织及表面完整性的影响

采用"回"字形加工路径对退火态Ti-6Al-4V合金进行超声表面滚压加工(USRP),使用光学显微镜、透射电镜、显微维氏硬度计、X射线残余应力分析仪、表面三维形貌仪等设备对USRP后合金的显微组织和表面完整性进行表征。结果表明:USRP后Ti-6Al-4V合金表面形成了厚度约300μm的塑性变形层,塑性变形层的表面为等轴纳米晶层,次表面为晶粒取向一致的长条状纳米片晶层;USRP后Ti-6Al-4V合金的显微硬度最高达到390 HV,表面粗糙度由0.76μm减小为0.23μm。随着距表面距离的增大,合金的残余压应力先增大后减小。     

基于正交试验设计的45钢激光表面强化工艺优化

利用激光表面重熔强化技术对45钢表面进行重熔处理,以显微硬度和磨损率为考察指标,采用正交试验方法考察激光功率、扫描速度、光斑直径和脉宽4个参数对45钢表面综合性能的影响。结果表明:4个参数对45钢表面综合性能的影响作用由主到次的顺序依次为激光功率、光斑直径、扫描速度、脉宽;最优的激光表面强化工艺参数为激光功率650 W,扫描速度100 mm/min,光斑直径4 mm,脉宽2.4 ms。利用硬度测试仪和摩擦磨损试验机,对采用最优的激光表面强化工艺参数制备的试样的显微硬度和磨损率进行测试,结果表明:采用优化参数制备的试样的激光强化层硬度值分布较为均匀,且硬度值也较高,且与优化前试样相比磨损率明显降低;优化前试样磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损、黏着磨损,优化后试样磨损表面仅有一些微小的划痕,耐磨性能明显改善。     

表面滚压处理对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

表面强化可提高高速列车车轴疲劳性能，延长使用寿命。对广泛应用于高速列车的EA4T车轴钢表面进行滚压处理，使用激光共聚焦显微镜表征表面形貌和粗糙度；借助光学显微镜分析滚压处理前后试样的显微组织，并采用EBSD测试滚压试样表层晶粒尺寸；采用显微硬度计测试强化层显微硬度分布并与未处理试样进行对比，采用X射线衍射残余应力分析仪分析其残余应力分布；基于旋转弯曲疲劳试验和扫描电子显微镜下的断口观测分析试样的疲劳性能。研究结果显示：滚压强化后，试样表层发生塑性变形，表面质量得到改善，且形成厚度约为400μm的硬化层，表层产生纳米晶；显微硬度提高了29%,表面最大残余应力为-576MPa,试样显微硬度和残余应力变化趋势一致，均为从表面向心部减小；滚压试样疲劳强度增幅为28%。试验结果表明，滚压是车轴延长寿命的一种有效方式。     

滚压强化对45钢螺纹根部表面完整性的影响研究

采用自制的基于普通车床CA6140的螺纹根部滚压强化装置对45钢螺纹试样进行滚压强化工艺处理。使用三维形貌测量仪、显微硬度计、X射线残余应力检测仪、超景深显微镜等检测设备,对滚压完成后的螺纹根部表面粗糙度、表层显微硬度、残余应力,表层显微组织等表面完整性参数进行检测。通过进行单因素试验,探究了螺纹根部滚压强化工艺参数对表面完整性的影响。45钢螺纹试样经过滚压强化工艺后,其螺纹根部的表面粗糙度S_a由1.71μm减小到0.874μm;螺纹根部形成了明显的晶粒细化层,深度达到了120μm;显微硬度由199.3 HV增加到379.5 HV,硬化程度N=90.4%;表层残余应力呈勺型分布,残余应力在距离表面105μm处达到峰值,为-542 MPa,残余压应力层深度可达700μm。研究结果表明：滚压强化技术可以显著提高螺纹根部的表面完整性,且滚压深度这一工艺参数对其的影响最为显著。     

35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

超声深滚法提高电弧喷涂3Cr13涂层性能

利用超声深滚(Ultrasonic deeprolling,UDR)技术对钢基体电弧喷涂3Cr13涂层进行表面复合强化处理,旨在改善涂层的综合性能。采用扫描电镜、应力仪及球—盘式摩擦磨损试验机等设备检测和分析UDR工艺对该涂层孔隙率、表面粗糙度、残余应力、显微硬度、摩擦学性能等的影响。结果表明,UDR工艺使该涂层的孔隙率从5.1%降为2.3%;表面粗糙度Ra由40μm以上降为2.4μm;表面残余压应力由8MPa提高到257MPa;涂层显微硬度提高约45%,涂层摩擦学性能得到了明显提高。且Bragg衍射峰明显宽化、左移、峰强增大,这表明涂层晶粒明显细化、晶格畸变,且形成晶向平行表面的板织构。同时分析和讨论UDR工艺对提高3Cr13涂层性能的影响机理。     

显微组织对预硬型718塑料模具钢表面抛光性能的影响

对预硬型大截面718塑料模具钢不同位置试样进行热处理,再经机械抛光和手动抛光后测试其表面粗糙度,研究了显微组织对表面抛光性能的影响.结果表明:原始组织为不均匀粒状贝氏体试样在热处理后,组织和硬度分布均匀性最差,导致抛光后的表面粗糙度最大,抛光性能最差;原始组织为均匀粒状贝氏体试样在热处理后,组织均匀性最好,硬度较大且分布均匀,抛光后的表面粗糙度最小,且经工程抛光(应用在工程上的专业手动抛光)后表面未出现橘皮纹或麻点等缺陷,表面粗糙度极限可达0.019μm,表面质量满足高端塑料模具钢的使用要求;原始组织为回火马氏体试样热处理后的组织中均匀分布的碳化物使其表面抛光性能略优于原始组织为下贝氏体试样的.     

粉末涂料固体润滑膜滚动/滑动复合干摩擦磨损特性研究

在M-2000磨损试验机上考察了经过一次处理和经两次处理的40Cr钢环表面喷涂3种粉末涂料型固体润滑膜(P型、H型、E型)试样,在线载荷为104N/m、相对滑动速度为0.042 m/s、干摩擦滚动/滑动复合磨损条件下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)对试样磨损表面以及磨屑进行了显微观察。结果表明:底材经过一次处理(化学底膜处理)的复合固体润滑膜试样,P型和E型在磨损后期的摩擦因数分别稳定在0.38和0.32,而H型在0.40左右跳动;P型和H型的涂层磨损脱落期为60 m in左右,E型为120 m in左右;质量磨损从小到大顺序为P型相似文献   

超声滚压处理提高30CrNiMo8钢疲劳性能可行性的研究

为了提高机车牵引电机轴的疲劳性能,对30CrNiMo8电机轴用钢进行了超声滚压强化处理。采用金相组织和表面形貌观察、表层硬度和残余应力以及疲劳极限测试等实验手段研究了精车加工试样分别经磨削和超声滚压处理后的表层组织、表面粗糙度、硬度和残余应力以及疲劳性能的变化规律。结果表明,超声滚压后试样表层产生了约300μm厚的变形层,距表面越近塑性变形程度越大,并在最表面产生了2～3μm厚的白亮层。与磨削处理相比,经超声滚压处理后试样的表面粗糙度Ra由精车的1. 886μm减小到1. 303μm,与磨削的1. 404μm相当;而表面硬度由350 HV增加到446HV,且随着距表面的距离增加而逐渐减小,其硬化层厚度约为300μm;而表层残余压应力由-249MPa大幅度提高到-838 MPa。超声滚压试样的疲劳极限比磨削试样的提高了约为33. 5%。此外,根据表面的粗糙度值,可以用超声滚压替代磨削这一工序。     

PTFE与纳米高岭土填充PPS复合材料的摩擦磨损性能研究

通过模压的方法制备了聚四氟乙烯(PTFE)和纳米高岭土填充的聚苯硫醚(PPS)复合材料。摩擦磨损实验在往复式滑动摩擦试验机上完成进行,对摩面为硬度值HRC 38、表面粗糙度Ra0.8μm的45#钢。用扫描电镜观察了试样磨损表面形貌。实验结果表明:填料的加入降低了PPS的摩擦因数和磨损率,且PTFE和纳米高岭土共同填充的PPS复合材料比单一PTFE填充的PPS复合材料具有更好的摩擦磨损性能;其中试样PPS 15%PTFE 15%(质量分数)纳米高岭土具有最低的稳定摩擦因数0.20~0.23和最小的磨损率1.9×10-6mm3/(N.m)。PTFE和纳米高岭土的加入使PPS的主要磨损方式由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

显微观察手段在机械摩擦磨损研究中的应用

选择机械零件常用的材料作为试样,在M-200型磨损试验机上对试样进行摩擦磨损试验。试验后对试样进行一系列处理后,用L2003A型金相显微系统和S-570型扫描电镜仪对试样进行金相组织观察和表面扫描,从而研究材料的磨损和显微表面变化的机理。试验结果表明：试样表面有颗粒脱落,某些试样表面有微小固相焊合点,磨损恶劣部位表面的金相组织发生变化;试样摩擦磨损后的表面形貌大部分主要表现为摩擦磨损造成的划痕和擦伤。     

超声滚压载荷对25CrMo4车轴钢表面强化特征的影响规律

为了提高列车车轴的使用寿命,研究分析了不同强化处理后试样的表面形貌及其粗糙度、表层组织结构、表面硬度及其深度和表面残余应力,探索了滚压处理和不同载荷超声滚压处理对25CrMo4车轴钢表面强化特征的影响规律。结果表明：与磨削试样相比,滚压和超声滚压处理均改善了试样的表面粗糙度,其中低载荷超声滚压试样的表面粗糙度最低,达到了0.2μm;高载荷超声滚压试样的表层获得的塑性变形层最深;高载荷超声滚压试样的表面硬度值最大,达到了370 HV0.1,并形成了深度为150μm左右的硬化层;滚压试样和超声滚压试样表面均产生了较高的残余压应力。滚压和超声滚压处理使25CrMo4车轴钢表面硬度及硬化层深度的增加、产生较高的残余压应力和表面粗糙度的降低均会对其疲劳性能的提高产生有利的影响,特别是超声滚压处理的效果更佳。但过高的载荷会使车轴钢的表面粗糙度升高,从而对其疲劳性能的提高产生不利的影响。     

高强度喷丸对300M钢抗疲劳性能的影响

采用喷丸强度分别为0.424mm和0.576mm的两种工艺对300M钢进行高强度喷丸强化,从表面完整性、残余应力场、显微硬度及抗疲劳性能等方面研究了高强度喷丸对300M钢的强化效果。结果表明:喷丸强化处理后,300M钢试样喷丸面均被弹坑完全覆盖,表面粗糙度显著提高;喷丸后试样表层形成较高的残余压应力场,表面显微硬度得到提高;喷丸后试样疲劳寿命比喷丸强化前的有小幅提高,较高的表面粗糙度造成的应力集中以及微裂纹的产生是其疲劳寿命没有明显提高的主要原因。     

高硫合金钢/N80钢在水介质中的摩擦性能学研究

利用MG-200型摩擦磨损试验机研究了高硫合金钢(HS钢)和N80钢的摩擦学性能,用XJP-3A光学显微镜分析了其显微组织及试样磨损后表面形貌,用HV-1000A型显微维氏硬度计分析了其磨损前后的表面硬度.结果表明,HS钢的平均摩擦因数较低,摩擦因数随着时间呈波动特性,并逐渐趋于稳定;HS钢中硫化物致密均匀地呈球状、棒状及网络状向基体延伸,基体为细层片状珠光体加少量马氏体;HS钢表现为微磨粒磨损及轻微的黏着磨损,N80钢呈现机械抛光磨损特征,且两摩擦面上均有黑色物质附着;HS钢在磨损过程中发生轻微的表面加工硬化.     

GCr15SiMn轴承钢表面超声滚压处理改性分析

使用HK30数控车床对GCr15SiMn轴承钢进行表面超声滚压处理,利用金相显微镜和扫描电镜观察试样超声滚压前后表面形貌和截面组织,并对比分析了超声滚压处理前后试样的硬度、表面粗糙度和残余应力.研究结果表明:超声滚压处理后,试样表面显微组织发生明显的塑性变形,形成约1μm的塑性变形层;试样平均表面粗糙度Ra值降低,表面...