铝合金表面SHS辅助激光熔敷TiCNi涂层工艺研究

基于Ti与C自蔓延高温合成反应原理,利用SHS(自蔓延高温合成)辅助激光熔敷技术,通过优化激光功率、扫描速度、光斑直径、光斑搭接率等工艺参数,成功地在LY12铝合金基体表面制备出TiCNi功能梯度金属陶瓷基复合材料涂层。显微组织分析、能谱分析和X射线衍射分析表明,熔合层为Ni-Al金属间化合物。涂层组织致密而纯净,各层之间成分彼此扩散,无明显的界限,为完全的冶金结合。反应热粗化了临近界面基体的晶粒度;解释了涂层合成过程和结合机理。涂层的形成是Ti与Ni、Ti与C、Ni与Al之间的一系列SHS反应的结果。不同温度下的热震性测试结果表明,涂层的热震性能优良。

TiCNi/Al自蔓延反应热压复合涂层的制备

采用自蔓延反应热压工艺,在铝合金表面制备了TiCNi金属陶瓷基复合材料涂层。分析了TiCNi金属陶瓷SHS反应热压加压时间、混粉工艺、元素比和粉末颗粒尺寸、预制块密度、反应热压温度、反应热压压力大小、涂层厚度等SHS反应热压工艺参数对涂层与基体间界面结合状态和涂层组织的影响。观察和测试了其显微组织、热震性能以及显微硬度。结果表明,TiCNi涂层与基体Al实现了冶金结合。并分析了TiCNi/Al反应热压复合过程中,涂层内部及涂层与基体之间发生多级自蔓延高温合成反应机制,从而揭示了TiCNi/Al自蔓延反应热压复合机理。

TiCNi/Fe自蔓延反应热压复合工艺及其摩擦磨损性能研究

进行了TiCNi/Fe应力缓解自蔓延反应热压复合涂层设计研究,提出了新的涂层结构设计方法。利用自蔓延反应热压技术,在铁基体表面制备了TiCNi金属陶瓷梯度涂层。研究了TiCNi/Fe金属陶瓷材料微观组织,采用球-盘式磨损试验机进行磨损试验,重点探讨了其磨损特性。结果表明:TiCNi/Fe基金属陶瓷具有优良耐磨性,在干摩擦条件下,载荷为30N,磨损40min,材料几乎没有质量损失,其磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和硬质相剥落。

钢表面氧乙炔火焰辅助SHS反应辊压制备TiC-Ni涂层

提出了钢板表面预涂自蔓延材料,采用反应辊压技术制备功能梯度涂层新工艺;建立了计算TiC-Ni功能梯度涂层温度场及应力场的数学模型和涂层结构的物理模型。采用有限元分析软件分析了自蔓延反应喷涂后的辊压过程中残余应力场的分布,对不同辊压速度、温度条件下涂层残余应力场进行了模拟与比较。同时分别对经辊压和不经辊压的情况进行了比较。用金相显微镜观察涂层与基体横截面的形貌。结果表明:辊压能有效缓解涂层的残余应力;涂层的显微组织致密纯净,界面两侧的成分相互扩散,形成了冶金结合的界面。解释了涂层结合机理,它包含了Ti和Ni,Ti和C之间的两级SHS反应和Ni与Fe之间的一个界面扩散反应。反应辊压加工,使试件在熔合区与TiCNi界面间和熔合区与钢基体间都获得了很好的接合。

自蔓延反应喷涂锻造温度场和残余应力的数值模拟

采用ANSYS有限元软件对钢板表面反应预涂TiCNi涂层以及反应喷涂后锻造两种加工过程的温度场和残余应力场进行了模拟计算和比较,得到了各涂层基体喷涂锻造温度场规律。基体高温时喷涂锻造可以降低涂层试件的冷却速度,从而减缓裂纹的产生;研究了反应喷涂锻造对涂层残余应力的影响。结果表明:锻造后各层中的残余应力远小于锻造前各层中的残余应力,而提高始锻造温度可以减小涂层中残余应力。

冲压模表面强化处理技术和应用

模具通过表面的强化处理能够大幅增加模具的表面硬度、耐磨损性能,从而大大延长模具的使用寿命。本文通过对典型的模具表面强化处理工艺TD、DLC、TiN等几种工艺原理、性能特点,选择原则等介绍,为选择合适的表面处理方法提供了参考。