偏压对TiBN纳米复合涂层结构及力学性能的影响

采用多弧离子镀技术,在单晶硅和硬质合金衬底上制备Ti-B-N涂层,使用XRD,SEM,硬度计和划痕仪系统研究了偏压对TiBN涂层结构、表面形貌、硬度和附着力的影响。在不同的基体偏压下,涂层表现了(111)面择优生长。-100 V偏压时沉积的TiBN涂层表面最平滑。随着基体偏压升高,TiBN涂层硬度逐渐增大,膜基结合力逐渐减小。-200 V制备的TiBN涂层硬度最大3600 HV,-50 V制备的TiBN涂层膜基结合力接近40 N。     

基底偏压对电弧离子镀制备AlCrVN涂层微结构及力学性能的影响

目的 研究基底偏压对AlCrVN涂层微结构及力学性能的影响。方法 采用电弧离子镀技术,使用合金靶AlCrV,纯N₂作为引弧介质和氮源,在不同的基底偏压下制备AlCrVN涂层,对AlCrVN涂层的物相结构、微观形貌、硬度、摩擦因数及磨损率进行测试分析,作为对比制备了AlCrN涂层。结果 AlCrVN涂层为柱状晶结构,由面心立方CrN为基础的(CrV)N置换固溶体相和Cr₂N六方相2种晶相组成,随着基底偏压的增大,涂层衍射峰强度及位置变化不明显;涂层表面的大颗粒数量减少,凹坑增多;涂层硬度由50V时的22 GPa增大到150 V时的24.2 GPa,200 V时硬度值减小到22 GPa;摩擦因数由0.42增大到0.71;磨损率由6.4×10^-7 mm³/(N·m)逐渐增大到13.2×10^-7 mm³/(N·m)。结论 基底偏压对AlCrVN涂层性能影响较大,低偏压(50V)时,涂层的摩擦因数、磨损率最低,耐磨性能最好。含V元素的AlCrVN涂层的力学和摩擦学性...     

氧化石墨烯/镍纳米润滑添加剂的润滑性能

目前有关氧化石墨烯表面负载金属纳米颗粒作为润滑添加剂的研究不多.为此,利用化学沉淀法制备了氧化石墨烯/镍纳米润滑复合材料,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行表征.将氧化石墨烯和氧化石墨烯/镍纳米材料作为润滑添加剂分别添加到液体石蜡中,利用四球摩擦磨损试验机分别考察其摩擦学性能.结果表明:相对于纯液体石蜡,添加氧化石墨烯/镍纳米润滑复合材料的液体石蜡和添加氧化石墨烯的液体石蜡的润滑效果都有提高,且添加氧化石墨烯/镍纳米复合材料时润滑效果最好.氧化石墨烯/镍纳米复合材料添加量为0.08％时润滑效果最好,相对于纯液体石蜡,摩擦系数和磨斑直径分别降低了18％和22％.     

离子源辅助电弧离子镀制备MoSx自润滑涂层

以Ar为输送气体,H_2S为S源,纯金属Mo为Mo源,采用中空阴极弧光离子源结合电弧离子镀系统,在单晶Si(100)和硬质合金衬底上制备MoSx自润滑涂层,系统研究H_2S流量对MoSx自润滑涂层结构及性能的影响,为电弧离子镀技术制备MoSx自润滑涂层积累实验数据。结果表明,H_2S流量对MoSx自润滑涂层的晶体结构、硬度及摩擦因数具有明显影响。随H_2S流量升高,MoSx自润滑涂层中Mo晶粒尺寸逐渐减小,没有明显的硫化物结晶相,MoSx涂层硬度逐渐减小,摩擦因数也逐渐减小,且均小于0.35(对磨材料硬质合金)。H_2S可以作为S源通过中空阴极离子源离化作用为MoSx自润滑涂层的制备提供S元素;电弧离子镀制备出的MoSx自润滑涂层为金属Mo纳米晶粒与非晶MoS、MoS_2组成的纳米复合结构。     

电弧离子镀制备TiN/TiSiN多层涂层及其性能研究

为提高单一TiN涂层的性能，采用AS600DMTXBE型阳极层离子源辅助电弧离子镀系统制备TiN层和TiSiN层厚度比分别为1∶2、2∶2、3∶1的TiN/TiSiN多层涂层。研究不同厚度比的TiN/TiSiN多层涂层的形貌、结构以及性能，并与TiN涂层性能进行比较。结果表明：TiN/TiSiN多层涂层为TiN面心立方结构，其中厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的TiN(111)衍射峰较强；厚度比为1∶2的TiN/TiSiN多层涂层摩擦因数最低，表明掺入Si的含量越大，涂层减摩性能越好；TiN/TiSiN多层涂层的减摩作用、硬度和结合强度都优于TiN涂层，且厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的硬度和结合强度均最大；厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的耐腐蚀性最高，表明Si元素的掺入能够提升涂层的耐腐蚀性能。     

搅拌摩擦加工方向对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing, FSP)对轧制态AZ61镁合金进行单道次加工,利用EBSD和SEM/EDS及室温拉伸、显微硬度测试等表征手段,研究了加工方向对加工区域微观组织演变及其对力学性能的影响规律.结果表明:沿轧制方向(Rolling direction, RD)和横向(Transverse direction, TD)FSP制备的镁合金晶粒尺寸分别为3.5μm和4.3μm,基面施密特因子平均值分别为0.42和0.34;沿RD方向制备的镁合金中第二相呈细小弥散分布,而TD方向的第二相颗粒较为粗大;两个方向制备的镁合金抗拉强度相当,沿RD和TD方向制备的镁合金的屈服强度分别为90 MPa和104 MPa、伸长率分别为34.8%和28.6%,而RD方向制备的镁合金硬度高于TD方向.屈服强度与霍尔佩奇关系不符,受织构影响,而硬度分布符合霍尔佩奇关系.     

磁控溅射NiCrAlY/MoS2复合薄膜结构与性能研究

目的 通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS2复合薄膜.方法 采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS2复合薄膜,研究不同MoS2掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响.采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜元素含量、组织结构和相结构进行分析.通过显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机、3D轮廓仪及高温氧化试验,对复合薄膜硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗氧化性能进行分析.结果 NiCrAlY及NiCrAlY/MoS2复合薄膜以柱状晶结构生长,物相结构主要由Ni3Al、Ni-Cr和MoS2组成.随着MoS2含量的增加,薄膜柱状晶尺寸增加,致密度下降,薄膜硬度从503HV逐渐降到336HV.复合膜具有良好的膜/基结合力,结合力达到HF1级水平.掺杂MoS2可以明显提高复合薄膜的摩擦学性能,当MoS2掺杂量达到48.1％～69.8％时,NiCrAlY/MoS2复合薄膜在室温下具有良好的耐磨减摩性能,其摩擦因数降低至0.038～0.09,磨损率比NiCrAlY薄膜降低1个数量级以上,达到2.14×10–6 mm3/(N·m).对NiCrAlY和NiCrAlY-48.1％MoS2复合薄膜进行400℃和500℃高温氧化试验,复合薄膜氧化形成NiO、Al2O3、MoO3相,经过氧化后复合薄膜仍具有良好的耐磨性能,400℃氧化后复合薄膜磨损率降至1.41×10–6 mm3/(N·m).结论 MoS2掺杂量对NiCrAlY/MoS2复合薄膜结构和性能有重要影响,当MoS2原子数分数为48.1％时,复合薄膜在常温以及高温氧化后均具有良好的耐磨减摩性能.     

离子源增强电弧离子镀活塞环表面CrN涂层的制备

为了寻求发动机核心部件活塞环上电镀硬铬的替代技术,采用自行设计的离子源增强阴极电弧离子镀系统,在W18Cr4V高速钢试块上制备了不同厚度的CrN涂层,用XRD、SEM分析涂层的晶体结构、表面形貌和厚度;利用显微硬度计和球盘式摩擦仪分析了涂层厚度对力学性能的影响。结果表明:随着厚度的增加,CrN涂层结晶结构没有明显变化,2.5μm厚CrN涂层硬度达1 900 HV0.05,最低摩擦因数0.6,最低磨损速率2.664×10~(-6) mm~3/N·m。对CrN涂层和电镀硬铬ASL817钢质活塞环进行珩磨测试,在珩磨2 400次之后,CrN涂层钢质活塞环出现较大孔洞(50μm),但没有涂层脱落,具有良好的附着力,工作间隙变化不大;电镀硬铬活塞环涂层磨损较CrN涂层严重,工作间隙开始变大;珩磨12 000次后电镀硬铬活塞环工作间隙达到允许最大值,CrN涂层活塞环依保持正常工作间隙,耐磨性更好。     

基于复杂曲面的多轴数控加工非线性误差的控制研究

通过分析非线性误差及其对多轴数控加工的影响,提出了基于复杂曲面的多轴数控加工中非线性误差的控制方法,以期为提高多轴数控机床的加工精度贡献力量。