TC4合金氩弧熔覆TiN复合涂层的组织及耐磨性

为提高钛合金表面性能,以TiN粉和Ti粉为原料,利用氩弧熔覆技术,在TC4合金表面成功制备出TiN增强Ti基复合涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆涂层的显微组织和物相组成;利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机测试了复合涂层的显微硬度和室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆涂层主要由TiN棒状树枝晶和TiN颗粒组成,复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,涂层的最高显微硬度可达9.5 GPa;复合涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨损,其耐磨性较TC4合金基体提高近9倍。     

激光熔覆对38CrMoAl钢表面改性

研究了利用横流ＣＯ２激光器在３８ＣｒＭｏＡｌ表面激光器熔覆ＮｉＣｒＢＳｉ＋ＷＣ（２５％ｗｔ）复合合金层的组织、硬度与耐磨性。用扫描电镜观察组织形貌,用Ｘ射线仪进行物相分析,用摩擦磨损试验机进行耐磨性实验：合金层与基体成良好的无裂纹气孔的冶金。表面耐磨性与工艺参数具有一定的对应关系,且２．２ｋＷ时的耐磨性最高,为氮化工艺的７．８倍。     

喷粉方式对CO_2气体保护焊堆焊层组织及其耐磨性的影响

采用CO2气体保护焊,利用枪内与枪外送粉方式喷射优化设计的Cr-Ti-Mn-B系粉体进行堆焊.对焊层进行洛氏硬度及显微硬度测试,利用磨损试验机研究堆焊层的耐磨损性能,通过金相显微镜分析和XRD分析堆焊层组织结构及相组成.结果表明:枪内送粉与枪外送粉方式对比,枪内送粉获得的堆焊层焊缝成形美观,合金利用率高,使熔入焊缝中合金粉末更加均匀,获得的堆焊层的金相组织更加均匀.堆焊层硬度为HRC 65,焊缝表层和中部显微硬度分别达到730和811.磨损失重率小于0.2%,其耐磨性有明显的提高.     

Al质量分数对Q235钢渗硅层耐磨性能的影响

为提高Q235钢的耐磨性,采用固体粉末法对Q235钢进行Al-Si共渗处理.改变渗剂中Al粉质量分数,以研究Al对渗硅层耐磨性的影响.利用扫描电镜、维氏硬度计、磨粒磨损试验等手段对渗后试样的金相组织、硬度、耐磨性能进行表征.结果表明:Al粉质量分数为35%时,渗层厚度最大,渗层硬度最高,耐磨性能最佳.     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

复合材质铸钢件的研究——提高铸钢件耐磨性、耐蚀性及耐热性的新途径

复合材质铸钢件就是在型壁上涂覆合金膏剂直接铸造成以铸钢为主体,在其表面复盖合金层的双金属铸件。铸钢主体具有足够的强度和韧性,合金层根据使用要求可以具有耐磨性、耐蚀性、耐热性,或兼而有之。该铸件制造工艺简便性能优越,可以经济合理地使用合金元素,为提高铸钢件的耐磨性、耐蚀性及耐热性开创了一条新的途经。在40毫米的板状试件上可以获得合金层最大厚度为15毫米左右。耐磨合金层的最高硬度(HRC)可达72左右,抗磨粒磨损性能比铸钢母材提高了1～11倍。本文系统地介绍了工艺因素对合金层厚度和结合质量的影响,并推荐了二十余种耐磨、耐蚀和耐热合金层的成份,组织和性能。     

干摩擦时TC11合金离子轰击改性层的耐磨性

为了提高TC11合金的表面耐磨性,对TC11合金试件进行了离子轰击渗扩处理。用往复式滑动磨损试验机进行了磨损试验,对比了经离子轰击处理和常规热处理后的TC11合金表面改性层与GCr15钢球对磨时的耐磨性,用表面形貌仪测定了磨痕表面形貌曲线,用扫描电子显微镜分析了磨痕形貌。试验结果表明:干摩擦条件下,经离子轰击渗扩处理的TC11合金试件表面改性层的耐磨性得到大大提高,其原因是前者的抗粘着磨损和抗犁削磨损的能力均优于后者。     

TD3合金离子渗氮耐磨性能研究

采用离子渗氮技术对TD3合金表面进行离子渗氮处理,采用金相显微镜、XRD,对渗氮层的组织形貌、物相结构进行观察分析;用显微硬度仪(维氏)测量渗氮层硬度,再用摩擦磨损试验机(往复式)进行常温干摩擦实验,对其耐磨性、磨痕形貌进行分析。结果表明:渗氮层深度可达80μm,渗氮层显微硬度最高可达1 190 HV,较基材硬度提高2.3倍以上,渗氮层含TiN、Ti_2N。渗氮试样磨痕深度与宽度减小,耐磨性能比基材也有显著提高。     

碳化钨颗粒复合合金层的耐磨性能

本文应用“复合铸渗工艺”,在灰铸铁件表面稳定地制得以高碳马氏体和铬钨合金白口铸铁为基体,以不同尺寸铸造碳化钨(简称CTC)颗粒为抗磨相的复合合金层。通过二体及三体磨损试验表明、基体合金组织对合金层二体特别是三体磨损的耐磨性起着重要的控制作用;以马氏体合金白口铸铁为基的复合合金层在二体及三体磨损条件下,均具有很高的耐磨性,且随其中CTC颗粒尺寸的增大而显著提高;在三体磨损条件下,较重的载荷对粗颗粒CTC复合合金层的磨损失重率影响很小。     

超细碳化钨体积分数对喷焊层耐磨性的影响

为了获得质量较好的喷焊层，提高喷焊层的耐磨性，在镍基自熔性合金粉末F102中加入不同体积分数的亚微米碳化钨（WC）进行氧一乙炔火焰喷焊．通过磨粒磨损试验、显微硬度测试和显微组织分析，研究了不同WC体积分数对喷焊层质量及其耐磨性的影响．试验结果表明WC的体积分数为1％时，喷焊层的质量最优，耐磨性最好，硬度也最高．但随着WC体积分数的进一步增加，喷焊层的耐磨性和硬度反而有所下降．涂层的耐磨性主要与涂层硬度．WC硬相的含量，空洞的数量及大小等有关．硬度越高，WC硬相越多，空洞越少、越小，涂层的耐磨性越好，反之越差．     

化学镀高磷Ni-P镀层的摩擦磨损性能

制备了一种高磷化学镀镍层并研究其表面形貌;讨论了其在不同温度热处理后的摩擦磨损性能,且与45钢进行了对比.结果表明,Ni-P镀层的耐磨性明显优于45钢,且经500℃热处理后硬度最高,耐磨性最好,可作为耐磨性镀层.在此基础上对化学镀Ni-P镀层的摩擦磨损机理进行了初步探讨,认为200℃热处理后主要表现为粘着磨损,500℃热处理后表现为磨料磨损和粘着磨损共存.     

涂铸耐磨复合材料的研制

研制成功含较高Cr、C和适量变质剂的铁基耐磨涂铸合金粉,其涂层硬度高达HV1300以上且保持较好的冲击韧性,可承受强烈冲击载荷。经动载磨损试验,其耐磨性比D212耐磨焊条堆焊层高7～8倍。这种合金粉具有良好的自熔性,不需添加熔剂,可用于45号铸钢(或浇注温度相近的其他黑色铸件),其熔点能与浇注温度匹配,获得满意效果     

MEVVA源强流Ti离子注入纯铜表面层的结构与性能研究

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究.材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017 cm-2注量注入可以使材料表面硬度提高2.3倍,使表面摩擦因数下降14%.注入层的X射线结构分析表明:金属离子注入后,在纯铜表面注入层中析出了合金相,合金相的析出是材料的表面硬度和耐磨性提高的主要因素.     

氩弧熔覆制备25Ni-10Zr-10Mo-15WC-40B4C复合涂层组织及耐磨性

零件表面改性技术,是提高其使用寿命的重要方法之一,以Ni粉、Zr粉、Mo粉、WC粉和B4C粉为原料,采用钨极氩弧熔覆工艺在Q235钢表面原位合成了(Fe,Mo,W)2B,(Fe,Mo,W,Zr,Ni)(B,C),(Zr,Mo,W,Fe)C0.7增强α-Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)等分析手段对熔覆层的显微组织和物相进行分析,采用显微硬度测试计和摩擦磨损实验机对熔覆层的硬度及其耐磨性进行测试。结果表明:熔覆层与Q235钢基体呈良好的冶金结合,未见气孔、裂纹等缺陷。其增强相颗粒有大的圆块状、不规则长条状和小的八面体状弥散均匀地分布于基体当中;部分八面体小颗粒镶嵌在大颗粒上。复合涂层区域平均显微硬度约13.7 GPa,最高可达14.6 GPa;在室温干滑动磨损实验条件下,熔覆层呈现优异的耐磨性,其耐磨性约为基体Q235钢的20倍。     

在铜合金上获得Ni-Fe合金镀层的电镀工艺研究

研究了适用于连铸机结晶器的Ｎｉ－Ｆｅ合金单层电镀技术的工艺及配方，以及镀层的硬度、耐磨耗性能、耐热性能及耐热冲击性能，结果表明。在本工艺条件下获得的含３％～５％Ｆｅ的Ｎｉ－Ｆｅ合金镀层。其硬度、耐磨耗性能、耐热性能及耐热冲击性能最佳。耐磨性比原来提高两倍。     

振动研磨工艺对QAl10-4-4合金的表面组织及性能的影响

研究了振动研磨工艺对涡轮用QAl10-4-4合金组织和表面性能的影响.结果表明：振动研磨处理后,QAl10-4-4合金产生了从研磨表面至心部硬度逐渐降低的硬化层,表面硬度提高约20%;相对于未研磨处理的QAl10-4-4合金,经振动研磨处理后,合金处于表面压应力状态,表面残余应力提高约300 MPa,表面粗糙度明显降低,表面摩擦因数显著下降,耐磨性显著提高.工程实际应用结果表明：使用振动研磨工艺处理QAl10-4-4合金蜗轮提高整机的传动效率超过20%.振动研磨后,材料表面综合性能的提高与表层组织细化有直接关系.     

TA2钛合金真空渗碳层组织及性能研究

采用自制间歇式真空渗碳装置,在不同压力下对TA2钛合金进行CH_4和C_2H_2混合渗碳处理。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、自动维氏硬度测试和万能摩擦磨损试验等检测手段,对比分析了不同气压下TA2钛合金的渗层组织、硬度和耐磨性。结果表明:渗层主要由TiC0.93相组成,表层组织细化;硬度比原样提高了2.78倍,有效硬化层深度超过120μm,硬度梯度平缓;平均摩擦系数大幅度降低,磨损速率达到5.7×10~(-7)cm~3/(min·N),仅为原样的1/55;经渗碳处理后的TA2钛合金综合性能显著提高。     

真空表面强化层组织性能的研究

采用真空熔敷的方法.在碳钢表面熔敷一层强化层.用金相分析、磨损试验和扫描电镜分析对熔敷层的组织性能进行了研究.研究表明,熔敷层中有碳化钨相时.耐磨性较高.熔敷层的耐磨性随着粘结相的硬度的提高而提高.在试验条件下,G112合金粉中加入85％镍包碳化钨时,熔敷层的耐磨性达最大值;熔敷层中不含碳化钨相时.其磨损形式为微切削型磨损;熔敷层中含有碳化钨相时.熔敷层发生微切削型和剥落型两种形式磨损.     

Zr离子注入对NiTi形状记忆合金表面硬度和耐磨性影响

研究了Zr离子注入参数(注入剂量和注入电流)对NiTi形状记忆合金表面成分、形貌、硬度和耐磨性的影响.发现Zr离子注入后,Zr离子浓度在NiTi合金表面呈高斯分布,同时降低了合金表面的Ni含量.Zr离子注入后合金表面形貌出现沟槽结构,合金外表层纳米硬度、杨氏模量和显微硬度明显提高.摩擦磨损实验结果表明,Zr离子注入降低了NiTi合金初始摩擦因数,显著延长了维持初始低摩擦因数的时间,同时使磨痕的宽度和深度分别减小了30%～50%和28%～50%.因此,选择适当的注入参数可以使NiTi合金获得最佳的耐摩擦磨损性能.     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.