利用SMAT和SPS在纯铁表面制备铁镍合金层

利用放电等离子烧结(SPS)技术实现了镍粉在纯铁表面铁镍合金层的制备,通过纯铁表面机械研磨(SMAT)的预处理获得表面纳米层和梯度结构有效促进了铁镍的扩散,提升了合金层厚度和结合强度。通过XRD、SEM、EDS、硬度和摩擦磨损实验等,表征铁镍合金层形貌、组成,测试了力学性能。结果表明:纯铁试样经过SMAT预处理和SPS后,在表面获得了约50μm的铁镍合金层,沿着深度方向镍元素含量梯度变化,而在未经SMAT预处理的纯铁表面仅有25μm的合金层,本方法实现了合金层厚度明显增加。SMAT预处理后的SPS试样硬度提升,表面磨损量和犁沟槽深度减少,结合力增强,耐磨性提升明显。

纯铁表面机械研磨法制备铁镍合金及耐磨性

用高能喷丸法对纯铁表面进行机械研磨时将镍粉引入表面，并通过随后热处理实现了表面铁镍合金化。采用OM、XRD和SEM研究其显微组织及分布形貌。结果表明，机械研磨后，镍粉均匀镶嵌在纯铁基体上并形成一层铁镍混合层，经过450℃退火后出现约100μm的FeNi合金层，且其成分沿深度呈梯度分布。载荷为15～55N时，表面合金化后摩擦系数和磨损量低于仅仅纳米化后的样品。表面合金化处理能进一步减弱纯铁的疲劳磨损效应，提高材料的摩擦磨损性能。