离子氮碳共渗与离子镀TiN复合处理研究

通过离子氮碳共渗与离子镀硬质膜复合处理在低合金钢基体表面上形成较厚的强化层，可使表面硬度达到２２００ＨＶ０－１ 以上。耐磨性比单一渗氮处理有很大改善，硬质膜与基体结合力用划痕临界载荷（ Ｌｃ） 表示达到６０Ｎ 以上。

过共晶铝硅合金的摩擦磨损性能研究

采用P-Cu和Al-RE中间合金对过共晶Al-20Si合金进行变质处理,在观察显微组织的基础上对Al-20Si铝硅合金进行了摩擦磨损特性研究。结果表明,铸态Al-20Si合金经变质和T6热处理后,磨损失重量减少了26%～42%,摩擦因数减小了8%～11%,其耐磨性能得到明显改善。合金耐磨性能的改善与复合变质引起的共晶硅和初晶硅颗粒的细化及热处理使得合金的强度进一步提高有关。合金变质前的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损,变质后的合金磨损机制明显为磨粒磨损。

微弧氧化与磁控溅射复合处理的钛合金表面耐磨性研究

微弧氧化处理后的钛合金,表面形成的多微孔氧化膜可使其摩擦因数降低且耐磨性得到提高,但这还不能满足某些使用要求。在微弧氧化的基础上再利用脉冲偏压式磁控溅射技术在钛合金表面沉积氮化钛涂层。球盘磨损试验表明,与微弧氧化相比,其摩擦因数进一步降低且耐磨性进一步提高,这主要是沉积富钛氮化钛使氧化膜的微孔得到了部分或全封闭的覆盖。

干摩擦条件下Al_(18)B_4O_(33)晶须增强AC4C铝基复合材料的摩擦磨损特性

利用环-块磨损试验机,在干摩擦条件下研究了铸态与T6处理态Al18B4O33晶须增强AC4C铝基复合材料的摩擦磨损行为.结果表明:与铸态复合材料相比,T6处理态复合材料的耐磨性较差;晶须与基体间的界面化学反应影响复合材料的摩擦磨损特性,在本文试验载荷范围内,复合材料发生了由轻度磨损向严重磨损的转化;在高载荷下,除了产生擦伤和粘着,在表层和次表层发生的应变硬化还会导致界面开裂、晶须断裂和分离;在低载荷及低滑动速度下,速度增大导致磨损率和摩擦系数提高,随着滑动速度的进一步增大。

(Cr,Fe)_7C_3颗粒束增强铁基复合材料的微观组织及耐磨性

为了获得耐磨性较好且呈规律分布的碳化铬颗粒束增强铁基复合材料,采用铸渗-热处理法将纯铬丝与白口铸铁进行原位反应,制备了(Fe,Cr)7C3颗粒束增强铁基复合材料。采用XRD和SEM对不同保温时间所得复合材料进行物相分析和微观组织观察,同时测试了其硬度及相对耐磨性。结果表明:复合材料颗粒束内的主要物相组成为α-Fe,γ-Fe和(Fe,Cr)7C3,且随着保温时间的延长,(Fe,Cr)7C3颗粒束的面积逐渐增大,束内组织形态由共晶向亚共晶转变;复合材料具有高硬度和优良的耐磨性。

复合变质与热处理对不同Mg量增强过共晶Al-Si合金自生复合材料耐磨性的影响

在不同镁量增强过共晶Al-Si合金自生复合材料过程中,研究了混合稀土氧化物与CaCO3复合变质及T6热处理对其耐磨性能的影响,结果表明:材料的耐磨性能随着镁含量的增加而提高,复合变质处理与热处理都能使耐磨性提高,但变质处理后再热处理,耐磨性反而有所降低,并简要描述其原理。

各种添加剂和热处理温度对铝基体Ni-W-P化学镀层性能的影响

为了改善铝基体化学镀Ni-W-P镀速慢、镀层耐腐蚀性和耐磨性差等问题,研究了添加剂(稳定剂、表面活性剂和配位剂等)和热处理温度对1060铝合金上Ni-W-P化学镀层的的沉积速度、腐蚀速度、腐蚀电流密度和硬度等的影响。结果表明:铝基体化学镀Ni-W-P的理想稳定剂是KI(1 mg/L),表面活性剂是十二烷基磺酸钠(SDS,50 mg/L),配位剂是柠檬酸钠(80 g/L);经100～600℃热处理后,Ni-W-P镀层耐蚀性有不同程度的下降,400℃时耐蚀性下降程度最大,但硬度最高(910 HV),约为镀态的1.5倍,耐磨性最好。

Al-Fe_2O_3-Cr_2O_3体系SHS制备Al_2O_3陶瓷复合涂层的研究

以Al粉、Fe2O3粉和Cr2O3粉为主要反应物,采用自蔓延高温合成(SHS)方法在Q235钢基体上制备Al2O3陶瓷复合涂层,研究了反应物成分配比对自蔓延反应过程、涂层的合成产物和涂层性能的影响规律。结果表明:自蔓延反应分两步进行,并且反应不完全。反应物中Al-Fe2O3与Al-Cr2O3体系质量比增加会加快自蔓延反应速度,有效改善陶瓷复合涂层与基体的结合力,但涂层表面质量降低。当Al-Fe2O3与Al-Cr2O3体系质量比为7:3时涂层质量最好。

QPQ盐浴复合处理对35钢组织和性能的影响

对35钢进行QPQ盐浴氮化复合处理,运用X射线衍射(XRD)和金相显微镜(OM)对处理后的样品进行相结构和组织形貌分析,另外还对处理前、后的35钢分别进行了显微硬度测试、极化曲线测试以及滑动磨损性能实验。结果表明:经过QPQ处理后的35钢表面生成了一层铁的氮化物和氧化物,其相应的耐磨性能和耐腐蚀性能都有了很大提高。

QPQ复合盐浴处理对凸轮轴用球铁耐磨性的影响

球铁的预处理分别采用900℃正火,900℃正火以及在不同温度回火,以获得不同含量的铁素体。QPQ(Quench淬火-Polish抛光-Quench淬火)复合盐浴处理工艺为:在580℃的氮化盐浴中氮化3h后再在370℃的氧化盐浴中氧化30min。用金相显微镜和X射线衍射仪研究了球铁QPQ复合盐浴处理工艺后的显微组织,用M200滑动磨损试验机研究了球铁经过不同工艺处理后的耐磨性。结果表明,QPQ复合盐浴处理后的渗层主要由Fe2N和Fe3O4组成;随着球铁中铁素体含量的增加,其渗层厚度增加。经过QPQ复合盐浴处理的球铁试样的耐磨性显著高于淬火加低温回火试样的耐磨性;有氧化层的耐磨性比仅仅有氮化物的耐磨性稍稍高一些。

Ti6Al4V钛合金QPQ盐浴复合处理工艺的优化

通过扫描电镜和X射线衍射仪对QPQ(淬火-抛光-淬火)盐浴复合处理后Ti6Al4V钛合金的显微组织和相组成进行分析,采用正交试验法研究共渗时间、共渗温度、氧化时间和氧化温度等4个参数对钛合金耐磨性的影响,并与盐浴氮碳共渗钛合金试样进行对比。结果表明:QPQ盐浴复合处理后,Ti6Al4V钛合金表面形成的渗层由表面至内部依次为氧化层、化合物层、扩散层;当钛合金在610℃共渗1.5h,400℃氧化40min时,其平均磨损量最小,为1.11mg,比氮碳共渗试样的降低了38.3%;当钛合金在580℃共渗3.5h,400℃氧化40 min时,其平均摩擦因数最小,为0.246 7,比氮碳共渗试样的降低了21.8%;经过优化的QPQ盐浴复合处理后,钛合金的耐磨性得到明显提高。

QPQ盐浴氮化对合金灰铸铁显微组织和耐磨性的影响

通过X射线衍射相分析和金相分析,发现采用不同的加热、保温和冷却方式获得的不同基体组织的合金灰铸铁,经QPQ盐浴氮化处理后渗层组织中存在Fe3O4和Fe2N;铁素体含量越高,渗层越厚。通过对不同基体组织的合金灰铸铁在QPQ处理前后的磨损速率的比较,发现经QPQ处理后的合金灰铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的1.6%～5.7%。

渗氮温度对Inconel 718合金磨损和腐蚀性能的影响

研究不同渗氮温度下QPQ处理对Inconel 718合金的耐磨性和防腐性能的影响。Inconel 718合金试样块采用QPQ复合盐浴处理技术,分别在590℃,620℃和650℃的渗氮温度下进行渗氮处理5 h,然后均在400℃氧化30 min。利用摩擦磨损试验、电化学、X射线衍射仪、金相显微镜和显微维氏硬度计系统地研究了经不同渗氮温度下处理后改性表面层的相组成和性能特点。结果显示改性表面的微观结构和相组成与渗氮温度有关。随着渗氮温度的提高,不同厚度的渗氮层形成,经处理后的Inconel 718合金的耐磨性得到极大的提高,且其显微硬度比未处理的大三倍。然而,由于Cr N的形成造成了在表面渗氮层固溶体中Cr含量的减少,导致Inconel 718合金的耐腐蚀性较未处理的腐蚀性低。

变质处理对耐磨耐蚀铸铁组织及性能的影响

为了提高材料在水泥混凝土搅拌和输送工况下的使用性能,以新研制的耐磨耐蚀铸铁为对象,采用复合变质处理的方法研究了变质剂加入量对该试验合金铸铁组织、力学性能和耐腐蚀磨损性能的影响。研究结果表明,复合变质处理可以细化耐磨耐蚀铸铁基体组织、消除柱状枝晶,改善碳化物形态、尺寸及分布,使碳化物由变质前的粗大棒条状变为均匀分布的短棒状和颗粒状,消除了粗大片状碳化物对材料基体的危害,使耐磨耐蚀铸铁的性能得到改善。变质剂加入量增加,耐磨耐蚀铸铁的冲击韧度和耐磨耐蚀性能均有较大提高。与变质前相比,加入0.25%和0.50%复合变质剂处理的试验合金铸铁,其冲击韧度和相对耐腐蚀磨损性能分别提高了22.9%、58.3%和16%、23%,基体硬度略有降低,达到了预期效果。

TC4钛合金的机械-化学复合强化及耐磨性

为了改善TC4钛合金的硬度和耐磨性,采用行星式球磨装置及真空感应渗氮装置,对TC4钛合金进行机械球磨+真空渗氮复合改性处理,利用自制磨损试验机在不同载荷下进行磨损试验研究。结果表明,TC4钛合金经复合强化处理后渗层主要由TiN和Ti相组成,随着渗氮温度的升高,渗层厚度逐渐增厚,截面硬度也得到明显提高。直接渗氮与复合强化处理后的试样渗层组织形态差异大,直接渗氮样渗层薄而致密,与基体分界清晰,缺少过渡。而复合强化样中的氮化物相呈块状或岛状分布在表层,没有明显白亮层。复合强化处理后的截面硬度梯度较直接渗氮处理后的更加平缓,且渗氮层的脆性较小,表面塑性高。复合强化处理后试样的耐磨性显著提升,但略低于直接渗氮试样。

盐浴复合处理工艺及其应用

通过实验室试验证明了盐浴复合处理工艺的抗盐、碱能力、耐磨性和抗小能量冲击剥落性优于目前煤矿机械中常用的镀硬铬及镀锌磷化涂二硫化钼工艺。此工艺是解决煤矿机械腐蚀与防护的重要手段之一。