新型双层辉光等离子表面冶金高速钢及其锯切工具

主要介绍了双层辉光等离子表面冶金技术在普通低碳钢或低合金钢表面形成的等离子表面冶金高速钢及其在手用锯条方面的应用和产业化。以技术、工艺、设备为主线,全面总结和阐述了等离子表面冶金高速钢锯条产业化的过程及艰难历程,对我国发展原创性技术及其产业化也提出了一些意见和建议。

等离子表面冶金Cr、Mo高速钢的研制

介绍了一种在铁碳合金表面进行等离子合金化及热处理的技术。在低碳铜表面渗入合金元素 Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢。形成的碳化物细小、均匀、弥散,没有粗大的共晶莱氏体组织。试样经深冷处理后表面硬度达到1600Hv。经 X 射线衍射分析,表面碳化物晶体结构相主要是有 M_(23)C_6、M_6C 和 M_2C,尺寸≤1μm。

等离子表面冶金铁基合金层磨粒磨损机理

采用等离子表面冶金技术,在Q235钢表面获得铁基冶金层,并对其进行磨粒磨损实验。实验结果表明,冶金层耐磨性比淬火45号钢有较大提高。等离子表面冶金层磨粒磨损机制主要为两种类型:①塑性变形-切削;②断裂-剥落。磨损过程为两种机制综合作用的结果,冶金层组织对磨粒磨损机制有显著影响。

等离子表面冶金层中气孔形成机理

在分析气相来源的基础上 ,对等离子熔覆表面冶金层中气孔形成机理进行了研究。气孔形成分 4个阶段 :气泡形核、长大、上浮和气孔的形成。气孔形成与多方面因素有关 ,包括基体表面状态、冶金材料体系和结晶速度等。最后 ,提出了减少冶金层中气孔的措施。

等离子表面冶金技术的现状与发展

双层辉光离子渗金属技术已成功地在普通碳钢表面形成高速钢、其中包括时效硬化高速钢、不锈钢以及镍基合金等 ;该技术已成功地应用于手用锯条和机用锯条 ,使其齿部形成高速钢 ,锯条不仅具有高速钢的切削性能 ,而且柔韧不断 ;钛合金表面经离子渗钼等工艺处理后 ,Ti6Al4V的耐磨性得到大幅度提高 ;经离子渗铌等工艺处理后 ,TiAl金属间化合物的抗高温氧化性能明显改善。在双层辉光离子渗金属技术的基础上 ,又发展了加弧辉光离子渗金属 ,双辉钎焊技术 ,双阴极辉光放电超硬薄膜合成技术 。

反应等离子表面冶金高铬铁基复合材料涂层截齿

以蔗糖为前驱体,采用前驱体碳化复合制备粉末技术和反应等离子表面冶金技术在低碳低合金钢表面成功制备了高铬铁基耐磨复合材料涂层。用OM,SEM,EDS,显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,并在磨损试验机和冲击试验机上对涂层进行磨损和冲击试验。结果表明,该涂层界面呈冶金结合,性能匹配良好,发挥了各自的使用性能与工艺性能优势。在采煤机截齿上应用该复合材料涂层,简化了热处理工序,降低了生产成本,各项性能指标明显超过行业技术标准。

双辉等离子表面冶金的Ni-Cr合金层组织结构及耐蚀性能研究

为了改善Q235碳钢表面耐蚀性能,采用双辉等离子表面冶金技术在其表面制备Ni-Cr合金层。研究了极间距对合金层组织结构的影响规律,并对合金层的组织成分和耐蚀性能进行检测分析。结果表明:随着极间距增大,Ni-Cr合金层厚度呈现先增加后减小的趋势;Ni-Cr合金层组织均匀致密,与基体呈冶金结合状态,合金层厚度约为95μm,主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36和少量Ni3Fe。电化学极化曲线试验结果显示Ni-Cr合金层的自腐蚀电位和极化电阻较基材Q235高,而自腐蚀电流密度较低,即Ni-Cr合金层更难以发生电化学腐蚀反应且腐蚀速率更低。表明Q235钢经Ni-Cr共渗处理后,其耐蚀性得到明显改善。

方差分析在等离子表面冶金中的应用

方差分析是根据试验的结果进行分析,鉴别各个有关因素对试验结果影响的有效方法。将应用方差分析研究主要工艺参数对Ti2A lNb金属间化合物等离子表面渗Mo显微硬度的影响。单因素方差分析试验结果表明:工艺参数如工作温度、保温时间、极间距对Ti2A lNb金属间化合物等离子表面渗Mo显微硬度均有显著影响,而工作气压对Ti2A lNb金属间化合物等离子表面渗Mo显微硬度无显著影响。

我国在金属材料表面工程领域的一项重大原创性技术--双辉光等离子表面冶金技术

双辉光等离子表面冶金技术,也称作Xu-Tec Process,是在德国发明的离子渗氮技术的基础上,突破了离子渗氮技术只适用于气态非金属元素的局限性而发明的一项重大原创性技术。该技术可采用元素周期表中的金属和非金属元素,对金属材料进行表面合金化,开辟了"等离子表面冶金"的新领域。大量试验结果表明:该技术可在钢铁材料,钛及钛合金,铜及铜合金,以及金属间化合物等金属材料表面形成多种高硬度、耐磨、耐蚀及抗高温氧化的合金层。例如,在普通钢铁材料表面形成高速钢、不锈钢或镍基合金层,在钛合金表面形成耐磨或阻燃的合金层等。“双辉技术”可大幅度提高金属材料的表面性能,全面提升机械产品的质量和使用寿命,在各工业领域具有广阔的应用前景。该技术是一项资源节约型和没有任何污染的表面合金化技术,可以为国家节约大量贵重金属元素,降低生产成本,创造巨大的经济效益。这是一项能改变我国金属材料及机械制造业现状并使其走向高端的关键技术。

等离子表面冶金熔体粘度的研究

影响等离子表面冶金熔池中合金熔体粘度的主要因素是电流和粉末体系中的合金元素.粘度对冶金层组织有着重要影响,熔体的粘度大,结晶形态以枝晶状固溶体为主;熔体的粘度小,冶金层组织以多种形状的化合物和基体为主.并提出了用粘度作为研制等离子表面冶金粉末体系的一个判据,来指导合金粉末体系的研究.

采用双辉等离子表面冶金技术在金刚石厚膜表面制备钽涂层的性能

采用双辉等离子表面冶金技术在机械抛光后的金刚石厚膜表面制备钽涂层,研究了涂层的表面及截面形貌、微区成分、物相组成及结合性能。结果表明:制备得到的钽涂层连续、均匀,由钽金属层与界面处的化合物层组成,厚度约1.7μm,组织为柱状晶;金刚石厚膜与钽涂层的界面处存在厚度约为1.1μm的钽与碳元素呈梯度分布的扩散区,且生成了TaC和Ta2C两种化合物;钽原子填充了金刚石厚膜抛光产生的磨痕,其表面粗糙度由128nm降低为57nm;钽涂层的塑性以及与金刚石厚膜的结合性能良好。

采用双辉等离子表面冶金技术在45钢表面制备Fe-Al-Cr-Nb合金层的摩擦性能（英文）

采用双辉等离子表面冶金技术在45钢基体表面制备Fe-Al-Cr-Nb合金层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对该合金层的显微组织和物相组成进行表征。结果表明,该合金层表面形貌完整且致密;厚度约为20μm;各合金元素含量沿截面方向呈梯度分布。显微硬度和纳米压痕实验表明,Fe-Al-Cr-Nb合金层的表面硬度为HV 580,约为基体45钢的2.8倍;与基体相比,该合金层具有较小的位移偏移量和较大的弹性模量。通过室温摩擦磨损实验表明,Fe-Al-Cr-Nb合金层的摩擦因数低且磨损量小,说明该合金层可显著提高基体的表面硬度和耐磨性。

一种等离子表面冶金高铬高钼高碳钢及其制备方法

本发明公开了一种等离子表面冶金高铬高钼高碳钢及其制备方法，其特征是；在被渗碳钢材料表面渗入主加合金元素铬，以及辅助合金元素钼或钨，形成固溶于基体表面的合金扩散层或合金扩散层＋沉积层，然后再进行超饱和离子渗碳，形成高铬高钼高碳合金层，最后进行淬火和回火而成，所形成的表面高铬高钼高碳层，铬含量在10%～15％，钼的含量在6％-8％，碳含量在2．0％～3．0％。这种钢的耐磨性、硬度和红硬性均较好，是一种很好的耐磨材料。

双辉等离子表面冶金耐腐蚀钢板工程化项目讨论会在京召开

双辉等离子表面冶金耐腐蚀钢板工程化项目讨论会于2013年1月22日在北京钢铁研究总院召开。出席会议的专家有：原冶金部科技司副司长、北京钢铁研究总院高温合金研究所原所长王焱教授，原冶金部科技司军工办处长佟荣贵教授级高工，北京钢铁研究总院结构材料研究所原所长张永权教授，北京钢铁研究总院腐蚀研究室于敬敦教授，北京钢铁研究总院真空技术及设备宋毓佩教授级高工，瑞华国际投资有限公司赵笠钧董事长，北京石油化工学院陈飞副教授，北京工业大学张跃飞副研究员，太原理工大学教授、南京航空航天大学特聘教授徐重。

等离子表面冶金和激光熔覆在矿山机械再制造的应用

本文介绍了等离子表面冶金和激光熔覆技术及其在矿山机械再制造上的应用,探讨了两种工艺的技术特点。

等离子束表面冶金技术冶金过程研究

研究了等离子束表面冶金技术的冶金过程，分析了冶金过程的特点。该过程是一个分阶段、连续过程；并研究了等离子表面冶金铁基合金的物理化学反应过程。最后得出等离子表面冶金过程的一般规律，用于指导该项技术的应用。

表面等离子W-Mo合金化对粉末冶金齿轮组织成分及耐磨性能的影响

目的通过表面等离子W-Mo合金化提高粉末冶金齿轮硬度与耐磨性能。方法采用双层辉光等离子表面冶金技术,在粉末冶金齿轮表层制备W-Mo合金层。通过扫描电镜和能谱仪分析合金层的表面形貌和化学成分,用显微维氏硬度仪测量基体与合金层的显微硬度,通过不同载荷下往复式摩擦磨损实验研究等离子W-Mo合金化对粉末冶金齿轮耐磨性能的影响。结果通过双辉等离子冶金技术在粉末冶金齿轮表面成功制备了W-Mo合金层,合金层与基体为冶金结合。经双辉等离子表面W-Mo合金化后的基体的平均显微硬度由之前的145.8HV0.1提升至344.4HV0.1,提升了约1.4倍。不同载荷下的摩擦磨损实验结果表明,经W-Mo合金化后,试样摩擦系数由0.6~0.7降至0.45~0.5左右,下降了约30%。随着载荷的增加,基体与合金层的磨损体积增加,比磨损率由基体的18.70×10^-5~36.16×10^-5mm^3/(N·m)降至合金层的2.99×10^-5~8.79×10^-5mm^3/(N·m),约下降74%~84%。基体存在磨料磨损和粘着磨损现象,而W-Mo合金层则表现出轻微的磨料磨损。结论 W-Mo合金层显著提升了粉末冶金齿轮的硬度和耐磨性。表面等离子W-Mo合金化为粉末冶金齿轮的表面强化工艺提供了新的技术思路。

表面冶金金属陶瓷涂层等离子炬改进研究

在等离子表面冶金技术的基础上,针对金属陶瓷WC在高温下易烧损、熔解的特点,对现有设备的等离子炬进行改进,设计出表面冶金金属陶瓷专用等离子炬,将单送粉系统改为双送粉系统,并采用对比试验,对等离子炬改进前后形成的冶金层组织性能进行分析比较,结果表明,改进后的等离子炬所形成的表面冶金层中的WC烧损率大大减少,第二相强化效果明显,耐磨损性能大大提高。

等离子表面冶金采煤机截齿的工艺研究

在分析镐形截齿传统生产工艺的基础上，利用先进的等离子束表面冶金技术，从截齿的外形和材料两方面人手对截齿生产工艺进行了全面改进，并对新工艺生产的截齿的组织性能进行了测试分析。新工艺使截齿使用寿命提高了1倍以上，综合经济技术指标明显提高。

等离子表面冶金熔体粘度对冶金层的影响

熔体粘度作为冶金学重要概念，在等离子表面冶金技术中具有重要意义。研究了等离子表面冶金技术中熔体粘度的影响因素，以及粘度对冶金层组织的影响，提出了用粘度作为判据来指导合金粉末体系的研究。