TiCN渐进陶瓷硬质薄膜的力学性能研究

来源 :第十届全国耐磨材料大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chelseainter
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利用HCD离子溅镀机沉积晶粒大小介于60~120nm间的一系列TiCN硬质薄膜,包括单层TiCN硬质薄膜及渐进TiCN硬质薄膜,并利用穿透电子显微镜、X-ray绕射仪、超显微硬度计及磨耗试验机研究薄膜的显微结构、力学性质及其耐磨性质。研究结果显示其晶粒具有纳米级的TiCN渐进陶瓷硬质薄膜拥有较高的硬度值,其最高硬度达HV4600;磨耗试验证明TiCN渐进陶瓷硬质薄膜的耐磨性高于TiCN单层陶瓷硬质薄膜,最主要是因为薄膜镀层结构中拥有大量的晶界存在,提高了TiCN渐进陶瓷硬质薄膜的耐磨性。
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介绍了从乌克兰引进的一项全新表面工程和绿色再制造技术——摩损摩擦表面再生技术,介绍了该技术的起源、发展历史、作用原理和特点、典型应用案例以及今后的发展规划等内容。
通过定向凝固-液淬实验、金相分析、微区成分能谱分析、电子探针和差热分析等手段,研究了高碳高钒耐磨合金在稀土变质前后的凝固过程。结果表明:该合金在凝固时首先从液相中析出初生VC相;达到共晶成分时,合金将发生共晶反应L→Υ+MC;之后将按照L→Υ+MC+MC2的反应进行三元共晶凝固。初生VC在变质处理前呈椭圆形、方形、菱形和多角形等形态,经稀土变质处理后,变成了球形。
介绍了国内外耐磨钢/铁复合材料及其工艺的研究开发进展及生产实践经验,重点介绍评述了此复合材料的复合机理、力学性能、耐磨性与应用以及双液、镶铸、粘接和机械等复合工艺。双液复合工艺包括平浇、隔板立浇和离心铸造工艺。双液工艺主要复合机理是先浇钢后浇铁的还原-扩散-形核机理;镶铸复合工艺是在预置高铬铸铁(或硬质合金)块的铸型内浇钢液,其机理是铁(或硬质合金)表层熔化机理;粘接复合工艺是将高铬铸铁块胶粘在钢
采用方镁石-尖晶石筑炉,刚玉-莫来石筑包,可大幅度地提高炉龄和包龄。规范冶炼工艺,重视造渣,保证白渣出钢。强化脱氧,浇注厚大件要保证钢中残铝量。合理使用冒口和冷铁,控制浇注温度、浇注速度,注意冒口切割,强化热处理操作,对耐磨铸钢件生产做到全面质量控制。
利用Zn-Ni合金中间层,在铝基体上用电化学共沉积法制各了Ni-CNTs复合镀层。采用销一盘式磨损试验机研究了纳米复合镀层的稳态摩擦磨损行为。实验结果表明:Zn-Ni合金中间层改善了复合镀层与铝基体的结合。由于碳纳米管的增强作用,Ni-CNTs复合镀层具有优良的耐磨性能;随着镀层中碳纳米管体积分数的增加,复合镀层的摩擦系数逐渐降低。
针对原磨料磨损数值模拟软件中的不足之处,对犁沟塑变脊构造了简单的模型,提出当材料伸长率不同时,应选择不同的脊形貌。通过划伤试验,测得了不同材料的fab系数,并利用这些测得的系数,重新进行了材料磨损率模拟计算,表明改进算法比原模拟结果更靠近实验值。
研究了球墨铸铁高应力三体腐蚀磨损和低应力冲蚀腐蚀磨损的特性及合金元素的影响。结果表明:球墨铸铁在中性介质中耐磨性最高,碱性介质次之,酸性介质最低。增加含硅量和添加铜、镍等合金元素可以提高腐蚀磨损耐磨性。随冲击角度的增加,冲蚀腐蚀磨损耐磨性增加。腐蚀磨损机理分析表明,高应力三体磨损,以磨料磨损为主,腐蚀作用较小;而低应力冲蚀磨损,则以粒子的冲蚀和介质的腐蚀共同作用为主。
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