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。

脉冲N离子束轰击对TiAlN膜层和W18Cr4V高速钢结合力的影响

用电弧离子镀在刀具表面制备TiAlN膜层有利于提高其硬度和耐磨性能,但却降低了膜基结合力,影响其使用寿命。采用UVN 0.5D2I脉冲离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在W18Cr4V高速钢基材上沉积TiAlN膜层。研究了基材N离子束轰击及在膜层沉积过程中N离子束辅助轰击对TiAlN膜层结合力的影响。结果表明:膜层沉积之前,N离子轰击与基材原子发生了相互作用,造成了原子级洁净的表面,形成了大量的高密度形核点,且形成了含有N元素的改性层;在膜层沉积初期,脉冲N离子束轰击形成了由W,Cr,V,Fe,N,Ti,Al元素组成的具有一定厚度的"扩散层",其与"改性层"的共同作用是膜基结合力提高的主要原因,膜基结合力最高为80 N。

W18Cr4V钢等离子相变强化层的组织与性能

采用压缩氩弧等离子体对高速钢W18Cr4V进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明:等离子强化层基体由板条马氏体与针状马氏体混合组织、残余奥氏体、碳化物组成,且α Fe[111]//γ Fe[110],碳化物主要为M6C、M23C6、MC、M2C等,晶粒度级别从7～8级增加至11～12级;强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1000HV0.1。且随工作电流的增加,强化层深度增大,但表面硬度下降。

W18Cr4V钢等离子相变强化的工艺与性能

采用压缩氩弧等离体对高速钢W18Cr4V钢进行了表面强化,研究了工艺参数对强化层性能的影响,用金相显微镜、透射电镜和显微硬度计对等离子强化层的组织、性能进行了分析。结果表明:强化层的显微硬度随深度增加呈非线性关系,并存在一个极大值和一个极小值,最高硬度可达1 000HV0.1;扫描速度和工作电流对强化层深度有显著影响,随工作电流的增加,强化层深度增大,但表面硬度下降,随扫描速度的增加,强化层深度减小。W18Cr4V等离子强化后,强化层由板条马氏体与针状马氏体、残余奥氏体、碳化物组成,且α-Fe[111]∥γ-Fe[110],碳化物主要为M6C、MC、M23C6等,强化层组织得到显著细化。

W18Cr4V高速钢在电磁场环境下的摩擦特性分析

研究了W18Cr4V高速钢在电磁场环境下的摩擦特性。结果表明,在运动副发生相对移动时会产生附着在接触表面的氧化物。受电磁场强度影响,附着氧化物将会粘连在高速钢表面。同时,随着电磁场强度的增大,在锌黄铜销上面磨损产生的铜和铁的氧化物减少,而高速钢表面的附着物增加。而且,装卡装置的磁性对实验结果影响较大。

脉冲爆炸-等离子体技术处理对W18Cr4V高速钢组织及性能的影响

脉冲爆炸-等离子体技术(PDT)是一种在大气环境下进行的表面改性技术.目前对PDT的研究主要集中在使用W电极改性,对其他电极改性效果研究不足.为探究电极材料为Ta时,在不同电容下PDT技术对的W18Cr4V高速钢改性效果和机理,使用Ta电极对W18Cr4V高速钢分别在800μF与1040μF电容下进行PDT处理,对处理后的物相、组织与性能进行了研究.采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对材料表面物相与截面组织形貌进行观察.发现经PDT处理后试样表面形成一层改性层,不同电容条件下,改性层厚度不同,在改性层表面形成Fe4N、Ta5N6、Ta2O5等新相,改性层组织为超细晶马氏体、残余奥氏体与网状铁钨碳化物组织,Ta元素渗入到改性层一定厚度中.经过HX-1000SPTA型显微维氏硬度计和HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样硬度和耐磨性能进行测试,发现硬度最高提升1.7倍,耐磨性能最高提升2.6倍.使用Ta电极对W18Cr4V进行PDT处理后,W18Cr4V性能得到大幅度提升.在不同电容下使用Ta电极对W18Cr4V高速钢进行PDT改性的效果与机理推进了对PDT的研究.

W18Cr4V热轧窄带钢产生严重边裂的原因及对策

分析W18Cr4V热轧带钢产生严重边裂的原因，认为最后三道次轧制过程带钢边缘温度剧降，形成变形不均匀，其轧制应力引起边裂，改进立槽排列位置（由K4移至K3）即可消除严重边裂。

磁控溅射TiAlSiN硬质膜及其高温抗氧化性能

目前,对TiAlSiN薄膜在800℃以上的抗高温氧化性研究较少。通过磁控溅射优化工艺在W18Cr4V高速钢基体上制备不同Si含量的TiAlSiN硬质薄膜,针对硬度最高的典型薄膜试样[Si含量为16.49%(原子分数)],分别在800℃和1 000℃下进行保温1 h的大气热处理。利用SEM、EDS、XRD和纳米压痕仪对薄膜的形貌、成分、相结构和硬度等进行表征。结果表明:随着Si含量从无到有并增加,薄膜硬度呈现上升-下降-上升-陡降-缓降的趋势,当Si含量为16.48%(原子分数)时,薄膜硬度达到最大值26.43 GPa,薄膜由(Ti,Al)N和Si_3N_4构成复合结构;经800℃大气热处理后薄膜表面生成大量的Al_2O_3,同未热处理试样相比,表面较为致密和平整;经1 000℃大气热处理后,膜层中的Ti、Al和Si元素外扩散形成TiO_2和Ti_2O_3等多种氧化产物,导致薄膜表面凹凸不平,甚至剥落,薄膜硬度和抗氧化效果明显下降。

高速钢回火处理的分析研究

以W18Cr4V、9W18Cr4V两种高速钢与T12在相同实验条件下做硬度测试,并绘制曲线作对比,找出高速钢在经过淬火回火处理后热硬性不同于普通碳素钢的原因,并且作显微组织观察,分析其回火后组织的变化。

高速钢磁控溅射离子镀TiN涂层的性能研究

通过磁控溅射离子镀方法(MSIP)对高速钢W18Cr4V进行镀TiN膜,采用D/MAX-ⅢB型X射线衍射仪、膜厚测量仪、HV-1000显微维氏硬度计、LKDM-2000型摩擦磨损仪和S-3000N型扫描电子显微镜对经表面改性过的试样组织、膜厚、硬度和耐磨性进行研究,并对镀膜时间、氮分压和溅射电流等工艺参数对TiN涂层的组织、厚度、硬度和耐磨性的影响进行分析。确定了镀膜层综合性能最好的工艺方案。

高速钢一次回火工艺的研究

各种高速钢的热处理传统工艺通常需要三次回火,本文讨论用正交试验法改革W9Mo3Cr4V和W18Cr4V钢机用锯条的传统热处理工艺,试验结果充分表明,一次回火完全可以代替三次回火,用一次回火处理的机用锯条,其使用寿命比用三次处理的更高。

强流脉冲电子束W18Cr4V高速钢表面处理

利用solo-强流脉冲电子束(HCPEB)装置对W18Cr4V高速钢进行表面辐照处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、EDS能谱仪、超微载荷显微硬度计研究了该钢HCPEB处理后的表面形貌、表层组织结构、元素成分、显微硬度的变化。结果表明,HCPEB辐照处理使该钢表面出现火山口状熔坑、微小孔洞引起的波动起伏形貌,表层组织由回火马氏体变为极细奥氏体,熔化层碳元素含量的提高,增加了奥氏体常温稳定性。由于HCPEB辐照处理高速钢表层温度场及应力场的变化,试样在距表面以下300μm范围内出现显微硬度提高,最高硬度比基体提高约30%。

高速钢激光相变强化层的耐磨性及刀具的切削性能

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢激光相变强化层的组织和耐磨性能，并对高速钢刀具的切削性能及失效形式进行了分析讨论．结果表明：高速钢经激光相变强化后组织和性能得到了很大的改善，硬度达１００３Ｈｖ０．１以上，且韧性有显著提高，耐磨性提高了２～８倍．刀具激光相变强化后．寿命提高了３～５倍，是以磨损形式失效的。

真空激光快速扫描/蒸发沉积装置的研制

介绍一种在真空环境下利用激光快速扫描或激光蒸发沉积等工艺手段 ,在金属、半导体和陶瓷材料表面 ,制备非晶、准晶和纳米晶等新型材料的装置。并报道了利用本装置对高速钢W 18Cr4V进行真空激光熔凝硬化处理以及真空激光熔凝生成Al Cu