电火花沉积 Fe 基涂层的组织及耐磨性能

通过电火花沉积技术在P20模具钢表面制备了Fe基涂层,利用SEM,XRD及摩擦磨损试验机等分析了涂层的组织结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明:电火花沉积Fe基涂层组织均匀、致密;涂层中靠近界面处的组织为柱状枝晶,而涂层中上部组织为超细晶粒。涂层的平均硬度为637.1HV0.1,相比基体提高了1倍;涂层耐磨性优于基体,涂层中弥散分布的Cr7C3,CrB及Fe3C等硬质是Fe基涂层硬度及耐磨性提高的主要原因。涂层的磨损机理主要为磨粒磨损的微切削和疲劳磨损。     

真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响

目的真空度直接影响着真空冷喷涂时气体流动特性和颗粒撞击速度,研究真空度对气体和颗粒流动特性的影响。方法确定真空冷喷涂系统结构,采用FLUENT软件进行真空冷喷涂气固两相流研究,通过数值模拟研究真空度对流场和颗粒撞击速度的影响,并研究相同压力比下的气固两相流特性。结果当入口压力一定时,喷管内的气体轴线速度、密度和温度与环境压力大小无关;而在射流区,环境压力越小,则气体轴线速度波动越小、密度越低,但到达基板后的气体温度均接近喷管入口温度。环境压力对大粒径颗粒的撞击速度影响较大,颗粒撞击速度随环境压力增大而先增后减,最佳环境压力可根据气相云图和气体密度来确定。当进出口压力比相同时,喷管内和射流区域内的气相速度云图基本相同,气体轴线速度曲线基本重合,而基板前的颗粒速度不同,此时环境压力越低,颗粒速度越高,越有利于形成涂层。结论采用计算流体动力学分析方法厘清了真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响,为涂层制备奠定了理论基础。     

常压低温冷等离子体还原Fe2O3的研究

目的研究常压低温冷等离子体还原过程中气体常量对Fe_2O_3还原过程的影响。方法采用冷压成形后高温烧结的方式制备Fe_2O_3试样块,利用射流型常压冷等离子体还原铁基氧化物,通过X射线衍射仪分析还原前后的物相,用扫描电镜观察还原前后的微观形貌,讨论了还原过程中气氛的作用和影响。结果等离子体的还原能力取决于还原气体的成分与含量,其中氮等离子体在常温常压条件下无法还原Fe_2O_3,氨气+氮气混合气体为工作气体的常压低温冷等离子体能将Fe_2O_3还原成Fe_3O_4和金属Fe,还原能力随着氨气含量的增加而增强,还原速率随着氨气含量的增加而下降。氨气在等离子体中可产生多种还原性物质,如N_2H_4、H和H_2*等,能将Fe_2O_3还原,且过程表现为过渡还原,即Fe_2O_3先被还原成Fe_3O_4,再被还原成金属Fe。结论常压低温冷等离子体中的电子与热效应无法还原Fe_2O_3,添加氨气后的等离子体中产生了一系列的活性物质,才能还原金属Fe表面的氧化物。     

四种铁基合金的M■ssbauer谱研究

研究了四种铁基合金常温常压及高温高压条件下淬火后的Ｍ　ｓｓｂａｕｅｒ谱，得到了超精细场Ｈ（ｈｆ），磁化强度及相关Ｍ　ｓｓｂａｕｅｒ参数随合金试样平均电子浓度的变化关系，采用Ｓｔｏｎｅｒ刚带模型讨论了合金渗碳后的Ｈ（ｈｆ），磁化强度变化的规律，进而揭示出高温高压条件下渗碳原子的２ｐ电子填充铁基合金中Ｆｅ原子的３ｄ带空穴，存在Ｆｅ－Ｃ键合。     

含磷极压抗磨剂抗微点蚀性能评价和机理分析

目的 评价三种含磷极压抗磨剂的抗微点性能并分析其作用机理。方法 使用MPR模拟微点蚀试验机考察三种含磷极压抗磨剂（磷型P-1、硫磷型P-2、分散型P-3）的抗微点蚀性能。使用四球试验机、铜片腐蚀试验仪、烘箱、油膜厚度测试仪等,评价添加剂的摩擦、抗腐蚀、抗氧化性能及油膜形成能力,分析添加剂抗微点蚀性能与上述性能之间的关系。借助SEM测试分析不同添加剂的抗微点蚀机理。结果 添加P-3的润滑油GO-3的综合性能最好,GO-3具有良好的抗微点蚀性能,9 h MPR试验的辊子轨道宽度变化率为35.87%。GO-3具有良好的极压抗磨减摩性能,四球机试验测得其最大无卡咬负荷为1441.6 N,磨斑直径为0.38 mm,在试验载荷大于294 N时,其摩擦系数最低。GO-3的抗腐蚀性能良好,铜片腐蚀试验级别为1b。GO-3的氧化腐蚀性低,烘箱氧化试验中钢片评分为1分,且无油泥产生。GO-3的油膜形成能力强,60~120 ℃时弹性流体润滑油膜的厚度为371.2~153.6 nm。结论 分散型磷氮极压抗磨剂P-3化学活性适中,可以避免在摩擦表面发生严重腐蚀或剧烈摩擦化学反应,具有良好的承载、减摩、抗磨和抗微点蚀性能。     

低黏度0W-16汽油机油减摩性能研究

目的 研究低黏度0W-16机油的减摩性能。方法 选取3种减摩剂MoDTC、GMO和油酸酰胺,分别按一定比例加入到0W-16基础油中,获得单剂油样,并选取2种0W-16全配方机油（A-1油和A-2油）,利用SRV-IV试验机测试润滑油样的减摩性能和极压性能,利用傅立叶红外光谱仪和油料元素光谱分析仪分析机油油样结构,并利用3D光学表面轮廓仪表征缸套块磨痕形貌。结果 对于单剂油样,0W-16基础油分别加入MoDTC、GMO和油酸酰胺后,平均摩擦系数由0.198分别减小到0.088~0.116、0.167~0.178和0.179~0.194,缸套块磨痕平均深度由3.59 mm分别减小到0.44~0.52 mm、2.11~2.24 mm和3.19~3.44 mm。对于0W-16全配方机油,在摩擦润滑试验低温区,A-1油比A-2油摩擦系数低,随着温度升高,A-1油和A-2油的摩擦系数进一步减小;摩擦润滑试验后,A-1油和A-2油的缸套块磨痕平均深度分别为0.13 mm和0.18 mm。在极压试验中,A-1油和A-2油的极压值分别为1500 N和900 N。结论 在0W-16基础油中分别加入3种减摩剂后,MoDTC的减摩和抗磨作用最好,油酸酰胺的减摩和抗磨作用最差。对于0W-16全配方机油,在摩擦润滑试验低温区,A-1油中的无灰减摩剂和MoDTC产生协同作用,表现出更低的摩擦系数;随着温度升高,A-1油和A-2油中的ZDDP与MoDTC产生协同作用,进一步降低摩擦系数。在极压试验中,A-1油中的ZDDP与其他添加剂产生协同作用,表现出更大的极压值。添加剂之间的协同作用对油品节能性能产生重要影响。     

基于Deform的大长径比PCD微铣刀结构设计及参数优化

微细铣削技术是最适合加工高深宽比微结构的微细加工技术之一,而微铣刀制约着微细铣削技术的发展。针对高深宽比微结构的微细铣削加工,设计一种大长径比PCD直刃微铣刀,通过Deform有限元仿真研究不同微铣刀结构参数对铣削力和毛刺高度的影响规律。进一步地,采用多目标曲面响应分析方法对侧刃后角、底刃后角和底刃倾角3个因素进行试验设计,得到优化后的微铣刀结构参数为侧刃后角30°,底刃后角15°和底刃倾角7°。      

金属基复合材料制备中有害界面反应的控制和润湿性的改善工艺

介绍了液态法制备颗粒增强金属基复合材料（以SiCp／Al为例）过程中，如何控制增强相颗粒和基体之间发生的有害界面反应、改善增强颗粒与基体润湿性的常用方法。结果表明，添加Si元素、添加Ti、Zr、Nb、V等合金元素、表面涂覆和处理以及控制工艺方法和参数都可有效地抑制有害的界面反应发生和改善基体和增强相的润湿性。     

反重力铸造设备气路控制系统的研究

根据不同铸件的生产需要,分别对低压、差压和调压铸造设备的气路控制系统进行研究,并在此基础上设计了一体化反重力铸造气路控制系统。这些系统结构紧凑、成本较低,提高了反重力铸造设备的实用性。     

AZ91D合金微弧氧化中金属型试样与触变成形试样的电参数对比

通过对两种不同加工工艺(金属型铸造、触变成形)AZ91D镁合金在完全相同电解液中进行的两组相同的微弧氧化实验,研究基材对微弧氧化过程的影响,探索电流-处理时间的变化规律。实验证明,基体对微弧氧化过程的起弧电压及电流-时间变化曲线有明显影响,但对膜层厚度、孔隙率及电流-时间变化曲线的影响不大。电流在整个实验过程中呈波浪形减小,并最终伴随二次起弧的发生。短时间、大电流的方法可以生成一定厚度的致密陶瓷层(20～30μm),表面光洁度较高,而且有利于节能。两组实验的实验现象无明显差异。