渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能

为解决牵引式果园运输机绳-轮驱动系统驱动轮绳槽磨损严重而导致牵引滑移失效的问题,该研究对基于渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能进行了分析。首先通过ANSYS软件探究了驱动轮表面应力应变随其硬度的变化规律;随后采用热扩散沉积(thermal diffusion, TD)技术对45钢驱动轮进行了渗钒与渗硼处理,并对渗层的显微结构、力学性能和摩擦磨损特性进行了对比分析,最后利用运输机模拟台架对渗层强化后驱动轮的应用性能进行了测试。结果表明:驱动轮渗钒层和渗硼层厚度分别为20.9和97.3μm,均与基材结合较好;且由于渗层中碳化钒、硼化铁等硬质相的存在,渗钒层与渗硼层硬度分别达到22.08和13.45 GPa,较未处理前提升3~4倍;往复摩擦试验下渗钒层与渗硼层表面摩擦系数分别为0.47、0.44,较45钢分别下降19%、24%。运输机模拟台架应用性能测试表明,干摩擦下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了88%和81%,其中渗钒驱动轮表面磨损较小;油润滑下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了92%和85%。综上,热扩散渗钒与渗硼处理均可大幅提高驱动轮抗磨性,其中渗钒层具有更高的硬度与耐磨性,但在应用时需进行实时油润滑,更适合对满足定时维护条件下的驱动轮进行强化;而渗硼层耐磨性虽有所降低,但可在干摩擦下使用,更适合对野外山地环境下无法满足润滑的驱动轮进行强化。该研究结果可为改善牵引式果园运输机驱动轮耐磨性提供可行技术方案。

梯度过渡层对硬质合金沉积类金刚石膜的耐磨性影响

目的分析不同类型的梯度过渡层对硬质合金沉积类金刚石涂层耐磨性能的影响,制备出能有效改善硬质合金减摩抗磨性能的类金刚石涂层。方法采用真空阴极电弧离子镀和等离子体增强化学沉积技术,在硬质合金基底上制备了Ti/TiC/DLC、Ti/TiN/DLC、Ti/TiN/TiNC/DLC和Ti/TiN/TiNC/TiC/DLC四种类型的Ti多元梯度过渡类金刚石涂层。通过GNEHM-150型洛氏硬度计和电子显微镜、MFT-4000多功能材料表面性能试验仪、纳米硬度测试仪,分别评价不同类型多元梯度过渡层对硬质合金类金刚石涂层的膜基结合强度、摩擦磨损性能及纳米硬度。结果 Ti/TiC/DLC、Ti/TiN/DLC、Ti/TiN/TiNC/DLC和Ti/TiN/TiNC/TiC/DLC四种类型涂层的膜基结合强度等级分别为HF3-HF4、HF5-HF6、HF1-HF2、HF1,对两种膜基结合强度较好的涂层(Ti/TiN/TiNC/DLC、Ti/TiN/TiNC/TiC/DLC)进行摩擦磨损检测,其摩擦系数分别为0.2、0.1,且经过60 min对摩,Ti/TiN/TiNC/TiC/DLC涂层仍未出现明显剥落。结论梯度过渡层的类型对薄膜的膜基结合强度、摩擦性能有较明显的影响,Ti/TiN/TiNC/TiC/DLC结构的涂层膜基结合强度最好,具有最低的摩擦系数,表现出了优异的减摩抗磨性能,可有效改善硬质合金表面的耐磨性能。

硬质合金堆焊层经热处理后的耐磨性研究

对B、C、N共渗层、碳化钨型硬质合金(D707)堆焊层、高碳高铬铸铁型硬质合金(D618)堆焊层等几种不同表面处理工艺,经相应热处理后的腐蚀磨损性能进行了研究。结果表明,两种硬质合金堆焊层经850 ℃空冷、850±5 ℃油淬+400 ℃回火后,均具有较高的硬度和优异的耐腐蚀磨损性能,且简化了表面处理工艺。

WC 型钢结硬质合金表面强化层的应用

以４５钢为基体，应用等离子喷焊技术在其表面复合一层ＷＣ型钢结硬质合金强化层。

中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理

针对高锰钢堆焊可焊性差的问题,利用接触疲劳试验分析了Mn元素在Fe-Mn合金中的作用。阐述了中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理。高锰钢的自强化以加工硬化为主,而中锰钢的自强化以应变诱发马氏体相变强化为主。这种特殊的强化机制能够显著提高堆焊层的使用寿命。通过相变热力学分析,对获得中锰钢堆焊层成分的方法进行了设计。利用动载磨料磨损试验验证了中高锰钢的自强化机理。

TiC-TiB_2电火花复合强化层组织与耐磨性

以TiC-TiB2复合材料为电极,采用电火花表面强化技术,在40Cr钢表面制备出TiC-TiB2复合强化层。利用SEM和XRD分析了强化层的微观结构和物相,测试了强化层的硬度和耐磨性,并探讨了其磨损机理。结果表明:强化层物相主要为TiB2、TiC和Fe3C等,非晶组织和组织细化使其衍射峰宽化;强化层的显微硬度分布呈梯度变化,最高硬度值是基体硬度值的4倍多;强化层中的硬质相和较高的显微硬度改变了试样间的磨损机制,强化层的磨损机制为显微切削、划擦和疲劳磨损;强化层的耐磨性比基体提高了约5倍,摩擦系数比基体低0.12～0.17。

占空比对M_2高速钢脉冲放电强化层硬度和耐磨性的影响

研究了脉冲放电强化的占空比对M_0高速钢表面强化层硬度和耐磨性的影响.结果表明,在本实验条件下,9:1的占空比使强化层的硬度和耐磨性达到最佳值.通过XRD和SEM等方法探讨了占空比对强化层性能的影响机理,为该技术的工业应用提供了科学的依据.

表面复合强化处理后Ti17钛合金的显微组织和耐磨性能

分别以硅青铜和YG-8合金为电极进行瞬态电能表面强化结合离子束增强沉积硅青铜对Ti17钛合金进行表面复合强化,研究了电极材料对其组织和耐磨性能的影响。结果表明:Ti17钛合金表面复合强化层由瞬态电能强化层和铜沉积层组成,铜沉积层组织致密,无气孔、微裂纹等缺陷,与瞬态电能强化层结合良好;以硅青铜为电极强化处理后的钛合金表面复合强化层厚约6μm,强化层及界面处无微孔、裂纹等缺陷,表面硬度为517 HV,耐磨性能较未强化的提高了20倍;以YG-8合金为电极处理后的钛合金表面复合强化层厚约15μm,在其瞬态电能强化层中存在少量的微孔和微裂纹,表面硬度为537HV,耐磨性能较未强化的提高了30倍;复合强化后Ti17钛合金的摩擦因数比未强化的略有下降。

脉冲激光重熔Fe基合金火焰热喷涂层的组织及耐磨性研究

利用激光表面改性强化技术对Fe基合金火焰热喷涂层进行重熔,重点研究了不同脉冲宽度下重熔层的组织结构和硬度及耐磨性能的关系。试验结果表明,在相同脉冲激光工艺条件下,脉冲宽度越小,重熔层的晶粒组织越细小,硬度和耐磨性就越高。

激光改善YT类硬质合金刀片耐磨性能的研究

YT类硬质合金刀片经激光适当处理可以提高耐磨性能,从而提高使用寿命,通过电镜及其他手段发现,处理后的表面硬度有所提高,表层组织也发生较大变化。

活塞环铬层的强化性能及其对耐磨性的影响

要求工作表面带微倒角的新型结构的活塞环,给镀铬增加了许多困难,在加工中常因铬层脱落而增加废品。因此,首要任务是在保持铬层的高耐磨性的同时,要降低铬层的脆性,提高它的附着强度。

W18Cr4V钢激光相变强化层的磨损试验研究

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢激光相变强化层的组织、耐磨性及磨损机理。试验结果表明：强化层的强韧化及其表面残余压应力的存在使其耐磨性提高了１～１１倍；经６４０℃回火后强化层的硬度和韧性得到了进一步的改善，其耐磨性又提高了１～２倍。由磨面形貌分析可知强化层是以塑性变形引起的犁沟方式磨损的。

Q235钢表面双层辉光离子强化层摩擦磨损性能

在真空容器中,设置提供含有欲渗合金元素Mo,Cr的供给源和被渗Q235钢试样,利用双层辉光离子渗金属技术,在试样表面进行Mo-Cr共渗,之后经渗碳、淬火及回火复合处理形成强化层。Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,表面Mo含量可达20%(质量分数,下同),Cr含量达到10%。复合处理后表面硬度达到1300HV0.025。M-200磨损试验机磨损实验表明,摩擦因数平均在0.1左右,平均相对耐磨性是GCr15钢经渗碳、淬火及回火后的2.25倍。

40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下,表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响,探讨了其磨损机理。结果表明:滚动磨损和滚、滑动磨损时,随着试样表层硬度的提高,试样的耐磨性增大;强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时,电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制;在滚、滑动磨损时,除上述三种机制外,还发生了氧化磨损。

多层耐磨硬涂层纳米力学性能评定新方法

阐述了利用纳米硬度计研究涂层纳米力学特性的纳米压痕方法以及涂层纳米力学特性、附着、断裂韧性的评定指标 ,分析了载荷P与压入深度h关系曲线和载荷P与压入深度平方h2 关系曲线的特征 ,并提出用P -h和P -h2 关系曲线完整描述涂层纳米力学特性的方法 P -h2 曲线与P -h曲线一道就可完整反映涂层界面失效、断裂失效的整个过程 应用该方法对化学气相沉积 (CVD)TiN/Ti(C ,N) /TiC/Ti(C ,N) /TiCTi(C ,N) /TiC七层耐磨硬涂层进行了研究 结果表明 ,其具有较高的硬度。

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.

膨胀锥钢表面等离子原位冶金强化层研究

采用等离子原位冶金技术,在膨胀锥用20CrMnTi低合金钢基体表面制备了Cr-Mn-Fe耐磨复合强化层,采用OM、XRD和显微硬度计分析了该强化层的组织结构以及硬度分布特征,并通过磨损试验机进行了磨损试验。结果表明,该强化层在微观组织上与20CrMnTi钢基体呈良好的冶金结合状态,性能匹配良好;强化层主要由γ-(Fe,Cr,Mn)基体及(Cr,Fe)7(C,B)3碳化物硬质相组成;由强化层表面至基体呈现出梯度递减的硬度分布特征,强化层的硬度显著高于20CrMnTi钢基体;强化层的相对耐磨性高出母材20CrMnTi钢10倍以上。

强化介质浓度对电火花强化TC4强化层的影响研究

运用混粉准干式电火花表面强化技术,分别使用不同强化介质浓度对TC4钛合金进行表面强化,对比强化层的表面形貌,分析了强化层的厚度、强化时间、耐磨损性;结果表明:不同强化介质浓度影响强化层表面形貌和其性能,在0.5 g/L浓度条件下,所获得的强化层厚度和耐磨损性能最好;随着浓度的升高,强化层厚度先增大后降低,强化时间先降低后逐渐趋于稳定,强化层耐磨损性能先升高后降低,但其耐磨损性能一直高于基体材料。