基于正交法的结晶型聚合物塑件型腔残留应力分析

利用Moldflow软件,结合正交方法和方差及显著性分析,研究了模具温度、熔体温度、保压时间和冷却时间对以结晶型聚合物为材料的手机后盖型腔残留应力的影响。模拟结果表明:塑件厚度方向上的型腔残留应力为拉应力。试验发现对结晶型聚合物塑件,模具温度对结晶型聚合物塑件的型腔残留应力影响显著,其余因素对塑件的型腔残留应力影响不大,原因在于模具温度影响了结晶型聚合物塑件的结晶过程,使得塑件在冷却过程中的应力得以释放。经正交法优化后的工艺参数为:模具温度20℃、冷却时间10 s、熔体温度220℃、保压时间20 s,优化后的型腔残留应力为21.80 MPa,较优化前降低了15.8%。

超音速火焰喷涂多尺度WC-17Co粉末制备的金属陶瓷涂层的组织结构与性能

在不同氧气流量(322 L/min、402 L/min、482 L/min和543 L/min)条件下,将多尺度WC-17Co粉末(60%(质量分数)纳米WC和40%(质量分数)微米WC陶瓷颗粒)通过超音速火焰(HVOF)喷涂技术在Q235钢基体上制备WC-17Co金属陶瓷涂层。采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射技术(XRD)分别对涂层的组织形貌和物相进行分析,并测试了涂层的硬度值和耐磨损性能。结果表明,随着氧气流量降低,涂层中WC颗粒分解更为严重,在氧气流量为322 L/min时,涂层中WC陶瓷相最少。HVOF喷涂过程中氧气流量对最终形成的涂层中W、W2C与Co3W3C相的含量及涂层的硬度值和耐磨损性能有重要影响,其与前者呈负相关,与后二者呈正相关。当氧气流量控制在543 L/min时,HVOF喷涂形成的涂层中主要物相仍为WC相;通过硬度测试发现,随着氧气流量增加,涂层的硬度值逐渐增加,在氧气流量为543 L/min时,涂层具有最高硬度值((979±52. 9) Hv0. 3)和仅为(6. 6±0. 57) mg的磨损失重量。

氧气流量对超音速火焰喷涂多尺度WC-17Co涂层组织结构与性能的影响

工艺参数对超音速火焰喷涂WC-Co涂层的组织结构、硬度、耐磨性影响较大,但相关研究较少。采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在4种氧气流量(322,402,482,543 L/min)下将多尺度WC-17Co粉末(含30%纳米WC和70%微米WC)喷涂在Q235钢基体表面制备WC-17Co涂层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的截面形貌和物相,测试了涂层的硬度值,通过销盘磨损试验机测试涂层的耐磨损性能,研究氧气流量对多尺度WC-17Co涂层组织结构与耐磨性能的影响。结果发现:4种氧气流量下所制备的涂层组织致密,孔隙率为0.306%~1.290%;随着氧气流量降低,涂层中WC分解更严重,当氧气流量为322 L/min时,涂层中分解相(W_2C、W和Co_3W_3C)最多;涂层的硬度随着氧气流量增加而增加,当氧气流量为543 L/min时,涂层的硬度[(933.8±29.3)HV_(3N)]是Q235钢[(183±7)HV_(3N)]的5倍;随着氧气流量增加,涂层磨损失重逐渐减小,当氧气流量为543 L/min时,涂层的磨损失重仅为(8.57±0.95)mg,耐磨损性能较基材明显提高。

球磨制备Mo-B-Co-Cr热喷涂复合粉体研究

目的通过机械球磨加粘结破碎法制备可用于超音速火焰喷涂制备MoB-CoCr涂层的Mo-B-Co-Cr复合粉末。方法通过机械球磨加粘结破碎法制备m(MoB):m(CoCr)分别为1:1、2:1和3:1复合粉末,研究所制备的三种复合粉末的组织形貌及物相,并将所制备的m(Mo B):m(CoCr)=1:1复合粉末进行超音速火焰喷涂实验制备MoB-CoCr涂层,研究所制备涂层的组织结构。采用扫描电子显微镜观察粉末和涂层的形貌,通过X-射线衍射仪分析复合粉末的物相,通过图像法测量涂层的平均孔隙率和厚度。结果制备的三种复合粉末各相之间结合良好,组织形态呈近球形。经过X-射线衍射发现,三种复合粉末中未发现杂质及氧化现象,复合粉末的物相主要为Mo、Co和Cr三相,随着MoB质量比的增加,复合粉末中Mo相的峰值逐渐增高。通过对m(MoB):m(CoCr)=1:1复合粉末进行超音速火焰喷涂技术制备涂层,发现所制备的MoB-CoCr涂层形态呈典型的层状结构,涂层组织致密性较好,且涂层各相间及涂层与基体界面结合良好。结论采用机械球磨加粘结破碎法可制备近似球形的Mo-B-Co-Cr复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术可成功制备组织结构较好的MoB-CoCr涂层。

热处理工艺对SKD11钢冲击磨损性能和磨损机理的影响

采用金相显微镜、硬度计、冲击试验机和X射线衍射仪对比了真空淬火＋回火和真空淬火＋深冷处理＋回火2种工艺下SKD11钢的显微组织、力学性能和物相组成。采用MLD-10型动载荷磨损试验机测试了2种热处理工艺下SKD11钢的冲击磨损性能,并对冲击磨损机理进行了分析。结果表明,2种热处理工艺下的组织均由回火马氏体＋碳化物＋残余奥氏体构成,深冷处理下的硬度比真空处理下高1HRC,冲击韧性略有下降。在冲击磨损的工况下,深冷处理时试样的失重量比真空处理时的失重量低,体现出了更好的耐磨性。在所研究的磨损时间内,真空处理后试样的磨损机理为高应力表面疲劳和磨粒磨损,深冷处理后试样的磨损机理为轻微的磨粒磨损。

微米羟基磷灰石/钛复合粒子冷喷沉积行为

在不同加速气体温度和不同硬度基体上冷喷沉积单个微米羟基磷灰石/钛（mHA/Ti）复合粒子,获得加速气体温度与基体硬度对mHA/Ti复合粒子冷喷沉积行为的影响规律;运用冷喷涂技术制备mHA/Ti-Ti复合梯度涂层。采用扫描电子显微镜观察沉积后mHA/Ti复合粒子的表面形貌与结合形态及mHA/Ti-Ti涂层截面形貌,结合能谱分析沉积后mHA/Ti复合粒子和涂层中HA的Ca/P比。通过图像法测量涂层的平均厚度值。研究结果表明,当加速气体温度为300℃时,mHA/Ti复合粒子碰撞Ti6Al4V和316L不锈钢基体后发生了一定的塑性变形呈现中部隆起的扁平状,粒子周边出现了环形薄带。基体为HA/Ti涂层基体时,碰撞后mHA/Ti复合粒子呈现椭球状且部分嵌入至涂层基体中;随着加速气体温度升高至700℃,mHA/Ti复合粒子撞击Ti6Al4V和316L不锈钢基体后变形程度有所增加,且mHA/Ti复合粒子嵌入至HA/Ti涂层基体中深度有所增加,同时复合粒子在基体表面结合率增加。冷喷制备的mHA/Ti-Ti复合梯度涂层界面结合良好。通过对沉积后mHA/Ti复合粒子及涂层中HA的Ca/P比发现,冷喷沉积后mHA/Ti复合粒子及涂层中的Ca/P比与原始粉末中基本相同。

不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的原位合成MoB/NiCr涂层的组织结构与性能

采用超音速火焰喷涂技术沉积含3种不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比(1:1,2:1和3:1)的Mo-B-Ni-Cr球磨复合粉末以原位反应制备获得MoB/NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了MoB/NiCr涂层的组织结构和物相。同时讨论了不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比对涂层的组织结构、硬度、结合强度和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比为1:1的MoB/NiCr涂层孔隙率最低及涂层厚度最大。在3种涂层中均原位反应生成了Mo_(2)NiB_(2)三元硼化物,且随着(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的增加,涂层中三元硼化物含量随之增加,涂层的硬度值增加,结合强度反而随之降低;由于涂层中三元硼化物的原位生成,MoB/NiCr涂层的硬度值均高于316L不锈钢基体。通过能谱和XRD分析发现,经过360 h熔融锌腐蚀试验后,涂层表层中没有发现锌元素及其金属间化合物,然而随着(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的增加,涂层的孔隙率增加及厚度降低。最后,综合分析可得,相比其他涂层,(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比为1:1的MoB/NiCr涂层具有更好的耐熔融锌腐蚀能力。

多尺度WC-17Co热喷涂层的组织结构与耐磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术在4种氧气流量条件下制备多尺度WC-17Co金属陶瓷涂层,研究不同氧气流量对涂层的组织结构与耐磨损性能的影响。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对涂层的微观组织形貌和物相进行分析,对4种涂层的硬度和耐磨损性能进行了测试。研究结果表明：所制备的4种涂层组织致密,孔隙率低,涂层与基体结合良好;随着氧气流量降低,涂层中WC陶瓷相分解逐渐增加;涂层的硬度值分布在862±10.5 HV0.3（322 L/min）至938.4±19.9 HV0.3（543 L/min）之间,涂层硬度值随氧气流量增大而增加;经过磨损试验发现,涂层磨损量随氧气流量增加而降低,涂层磨损量分布在8.58±0.04 mg（543 L/min）至15.82±0.17 mg（322 L/min）。

纳米羟基磷灰石/钛复合粒子冷喷沉积行为

运用冷喷涂技术在不同喷涂温度和不同硬度基体上沉积单个纳米羟基磷灰石/钛(nHA/Ti)复合粒子,研究喷涂温度与基体硬度对复合粒子冷喷沉积行为的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)观察沉积后复合粒子的表面形貌及结合形态,结合能谱分析(EDS)沉积后复合粒子中HA的Ca/P比。结果表明,基体为Ti6Al4V和316L不锈钢基体时,粒子碰撞后发生了一定的塑性变形呈现中部隆起的扁平状,粒子周边出现了环形薄带。随着加速气体温度升高,复合粒子变形程度有所增加;基体为HA+Ti涂层基体时,碰撞后粒子呈现近球形嵌入至涂层基体中,随着加速气体温度升高,复合粒子嵌入至涂层基体中深度有所增加,粒子在基体表面粘附率增加。通过对沉积后复合粒子中HA的Ca/P比发现,冷喷沉积后复合粒子中的Ca/P比与原始粉末中基本相同。