汽车及船用发动机应用金属磨损自修复技术的效果

研究了自修复材料保护层的摩擦性能、显微硬度,还研究了在台架和行车试验中自修复材料对发动机的动力性能、节油指标和尾气排放等综合性能指标的影响,并在形成自修复材料保护层的状态下进行了无机油行驶试验.结果表明,自修复材料可对已磨损的零件表面进行不拆卸原位修复,自修复材料保护层具有超低摩擦系数,无油润滑(干摩擦)条件下仅为0.005μ,还可降低20%～50%发动机CO等有害气体的排放,具有显著的技术、经济和社会效益.     

金属磨损自修复产品问世

由黑龙江圣龙金属磨损自修复材料有限公司生产的金属磨损自修复产品,是一项具有革命性的表面工程领域的高新技术,可以在机械设备不解体、不停机工作状态下,自动完成对机械设备中存在的金属摩擦副表面自动强化和修复。在其表面形成金属陶瓷保护层,具有原位恢复零件几何尺寸、提高表面硬度和降低摩擦因数等功能,以达到提高设备的性能、     

层状硅酸盐自修复材料的摩擦学性能研究

采用端面摩擦磨损试验机考察了层状硅酸盐自修复材料的摩擦学性能,利用SEM、EDS和纳米压痕仪对摩擦表面进行了形貌、元素和微观力学性能分析.结果表明,层状硅酸盐自修复材料能够显著降低摩擦副表面粗糙度,改善摩擦副的润滑状态而减少摩擦阻力,可使摩擦因数均值由0.09降低至0.03,并能够在摩擦表面形成一层富含C、O、Si、Al、Mg等元素的高硬度表面改性修复层,有望应用于延长摩擦零部件的使用寿命.     

铟锡锌软金属修复润滑剂对钢的自修复及其摩擦学特性

针对目前润滑自修复技术生成的修复层厚度较薄,难以修复较严重磨损表面的不足,研制了含铟、锡和锌三种软金属添加剂的新型磨损自修复润滑剂。在摩擦磨损试验机上,考察了使用该润滑剂的钢?钢面接触摩擦副的磨损自修复行为及其摩擦学性能。用X射线能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)分析了修复表面的主要化学元素和自修复涂层的厚度。用淬冷试验测试了涂层与基体的结合强度。结果表明,研制的铟锡锌润滑脂能在钢表面摩擦形成约30μm厚度的自修复涂层,涂层与基体结合性能良好,修复后的钢表面有良好的减摩抗磨性能。     

机械零件摩擦磨损表面自修复研究进展

摩擦学的发展已将摩擦磨损的研究从抗磨减摩扩展到磨损表面的自修复甚至是零磨损.文中对摩擦磨损表面自修复的概念进行了阐述,详细论述了自发摩擦磨损自修复和条件摩擦磨损自修复的几种类型和实现模式,指出纳米技术的发展有望在摩擦表面建立起一层自组装的、坚固的、自修复的润滑膜,为摩擦磨损表面自修复提供了切实的途径.     

成果简报

一种只需极其微量加入载体润滑油中,就能迅速抵达金属摩擦表面,使磨损部位自动修复,从而使车、船内燃机可终身免大修的新材料,日前在哈尔滨问世。 国家经贸委会同交通部、铁道部等部门联合组织的专家鉴定认为,金属磨损自修复材料能在金属摩擦表面形成高光洁度、高硬度的金属陶瓷层,使磨损的金属零件在机械设备正常运行中自动修复,     

Ti6Al4V辉光等离子渗铝摩擦磨损性能研究

利用双层辉光等离子渗金属技术在Ti6Al4V上渗铝以提高材料的摩擦磨损性能,对渗铝层的相结构和显微硬度进行了测试.采用球盘滑动磨损试验机对渗层进行摩擦磨损性能测试.结果表明:渗铝后渗层由Al3Ti和Al组成,材料的硬度值较基体Ti6Al4V有了很大的提高;材料摩擦因数和磨损体积减小,耐磨性得到提高.通过磨痕形貌分析可知,渗层磨损机制为粘着磨损.可见采用辉光等离子渗铝技术改善了材料的摩擦磨损性能.     

稀土型纳米复合材料的摩擦学及自修复性能研究

用机械化学法制得平均粒径为30-100nm的稀土型纳米复合材料,检验了在高温条件下材料对金属基体的吸附能力,采用四球摩擦磨损实验机考察了其抗摩减磨性能及对磨损表面的自修复效果。结果表明,用机械化学法制备的稀土型纳米复合材料对金属基体有良好的吸附能力,可以覆盖磨损表面且在动态条件下可对基体表面进行修复。     

ART对灰铸铁试样表面改性的影响

主要探索ART(金属磨损自修复技术)材料对灰铸铁摩擦副表面改性的机理和耐磨规律.运用改装的摩擦实验机对45钢-灰铸铁摩擦副做旋转对磨实验.在摩擦副中加入ART试剂,在一定载荷、一定转速条件下在大气环境中进行实验.试验发现磨损试样表面有光滑小黑斑生成,表面微区亦增添了来自矿物粉体中的元素;显微硬度明显提高,表面粗糙度显著降低.起到了良好的减摩耐磨效果.     

金属磨损自修复材料的功能特点和应用前景

概述了金属磨损自修复材料的功能特点和技术指标，介绍了它在工业几个重要行业中的应用效果并展望了该项技术在各个领域中的应用前景。指出金属磨损自修复材料(ART)是一项具有革命性的表面工程新技术，可以应用于任何一种存在摩擦的机械设备。应用这项技术不仅能预防机件磨损，还能动态地自动修复处于长期运转中的机器磨损表面，大幅度延长设备的使用寿命。     

镍基合金涡轮叶片热障涂层研究进展

热障涂层技术是提升航空发动机性能的关键因素之一,随着航空发动机技术的发展,对热障涂层也提出了更高的要求。为适应镍基合金涡轮叶片热胀涂层的使用要求,热胀涂层的陶瓷面层发展出（YSZ+A₂B₂O₇）结构涂层。热障涂层陶瓷面层常用的制备方法包括等离子喷涂技术和电子束物理气相沉积技术,金属粘结层常用的制备方法包括真空电弧镀技术和化学气相沉积技术。热障涂层低膨胀系数金属粘结层技术、热障涂层修复技术、新一代热障涂层材料、建立科学的热障涂层性能评价体系等是未来热障涂层的主要发展方向。     

不锈钢低温渗氮/渗碳S相渗层技术的研究进展

奥氏体不锈钢通过低温渗氮/渗碳,获得含氮/碳固溶饱和的扩散层,即S相渗层,不仅提高了不锈钢表面硬度,而且还提高了不锈钢的耐蚀性。本文综述了不锈钢S相渗层研究与应用技术的最新研究进展,分析了低温离子渗氮/渗碳、气体低温渗氮/渗碳、高温渗氮固溶淬火及离子注入渗氮技术的工艺特点。讨论了S相渗层的力学性能和耐蚀性能,分析了国内S相低温渗层技术工业应用存在的问题,展望了S相技术的发展前景。     

修边模具堆焊工艺的研究

修边模具堆焊工艺是以42CrMo为基体，通过在刃口部位堆焊高硬度合金钢制造修边模，代替传统的修边模制造工艺。分析了工艺参数对堆焊层金相组织、堆焊层硬度及耐磨性的影响，选取了适当的工艺参数并给出了堆焊法制造冷冲模的工艺要点。堆焊层金属及过渡区无气孔、裂纹等缺陷，堆焊的刃口平均硬度在57．5HRC以上．焊缝成形良好并具有很高的耐磨性能。并实际堆焊制造了修边模具，现场应用表明，堆焊层不脱落，寿命达到或超过传统工艺制造的修边模。该工艺对于修复其它冷作模具也具有很好的应用前景。     

冷作模具曲面激光熔覆修复工艺及路径研究

目的冷作模具在高压力和高冲击力作用下易磨损,传统的修复方式效率慢、自动化程度低,导致冷作模具报废率高,故采用激光熔覆技术对其进行修复,以获得具有优良使用性能的修复层。方法利用修复质量高、修复速度快的激光熔覆技术与空间自由度大、操作灵活的机器人技术相结合的方法获得熔覆层,基于组织观察、硬度分析和摩擦磨损实验观察检测熔覆层质量。结果熔覆最佳工艺参数为:功率1500 W,扫描速度2 mm/s,载气6 L/min,送粉器转速10 r/min,搭接率1/2。熔覆层硬度为350~430HV,远高于基体硬度。结论沿曲面短边方向由下往上做"之"字形扫描,熔覆效果最优。多道多层激光熔覆时,下一层的起点相对于上一层的起点偏移1.5 mm,得到的熔覆成形效果较好。微观组织分析表明,熔覆层与基体之间的界面冶金结合,熔覆层主要由致密的树枝晶组成。熔覆层的耐磨损性能明显优于基体。     

不同表面技术对挺柱组织及耐磨性的影响

目的 为解决挺住可靠性不足的问题,研究不同表面技术对提高可靠性的效果。方法 采用软氮化、感应淬火和复合技术三种表面处理方法制备挺柱。利用显微硬度计、金相显微镜等对三种挺柱的组织、硬度进行了分析。利用SRV摩擦磨损试验机测试不同挺柱在干摩擦、富油、贫油条件下的摩擦系数,并通过体视显微镜和轮廓仪对磨损后的形貌和深度进行了分析。最后在发动机台架上进行1000 h负载循环耐久试验,验证挺柱可靠性。结果 氮化挺柱表层组织由0.006 mm厚的白亮层和0.2 mm厚的扩散层构成,硬化层薄,硬度过渡不平缓,且白亮层中含有大量疏松缺陷。感应淬火挺柱表层为2 mm厚的普通马氏体,硬化层深且硬度过渡平缓。复合强化挺柱表层由0.04 mm厚的含氮马氏体层和2 mm厚的普通马氏体组成,硬度过渡平缓且硬化层深。氮化与复合强化挺柱干摩擦和富油摩擦系数随磨损时间基本保持不变,干摩擦系数分别为0.56、0.54,富油摩擦系数均为0.174,表明两种挺柱都具有优良的抗粘着磨损与磨粒磨损性能。感应淬火挺柱干摩擦系数随磨损时间急剧增加,最大达0.95,此时因粘着抱死导致试验过早终止,富油摩擦系数稳定在0.164,表明其具有优良的抗磨粒磨损性能,但抗粘着磨损性能极差。此外,复合技术挺柱在台架耐久中的表现远优于氮化挺柱,表面未出现异常磨损及剥落,而氮化件表面剥落严重。结论 复合技术可有效提升挺柱可靠性。     

修边模具堆焊工艺的研究

修边模具堆焊工艺是以42CrMo为基体,通过在刃口部位堆焊高硬度合金钢制造修边模,代替传统的修边模制造工艺。分析了工艺参数对堆焊层金相组织、堆焊层硬度及耐磨性的影响,选取了适当的工艺参数并给出了堆焊法制造冷冲模的工艺要点。堆焊层金属及过渡区无气孔、裂纹等缺陷,堆焊的刃口平均硬度在57.5HRC以上,焊缝成形良好并具有很高的耐磨性能。并实际堆焊制造了修边模具,现场应用表明,堆焊层不脱落,寿命达到或超过传统工艺制造的修边模。该工艺对于修复其它冷作模具也具有很好的应用前景。     

镍基自熔性合金喷焊层的耐蚀性

采用氧-乙炔火焰在钢基体上喷焊镍基自熔性合金粉末,就其喷焊层在海水环境下的耐蚀性进行了系统的研究,结果表明,Ni35喷焊层的耐蚀性最好,Ni25最差。同时指出,为了提高喷焊层的耐蚀性,应综合考虑喷涂材料、重熔工艺、磨削工艺的影响。     

带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术

本研究基于微磁无损检测技术,以预制腐蚀缺陷的带包覆层管道为研究对象,分析微磁无损检测技术对于带包覆层管道检测的可行性。首先验证了缺陷大小对检测结果的影响,然后建立了包覆层厚度对磁场强度衰减的影响模型,并利用试验验证了该模型的准确性。研究证明了微磁无损检测技术应用于管道检测的优势,为带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术工程实用奠定了基础。     

原子层沉积技术及应用

简单阐述了原子层沉积技术的发展背景,然后概括了原子层沉积技术原理、技术特征和优势,并对化学吸附和顺次反应两种自限制机制进行了描述和比较。着重介绍了原子层沉积技术在工艺等方面的最新成果,以及在纳米催化剂、电池、半导体器件、光学、生物医学和航空航天领域中的相关应用。其中将原子层沉积在电池、半导体器件和生物医学方面的应用进行了分类介绍。电池方面包括锂离子电池和太阳能电池,半导体器件方面分为高k电介质、电容器、电阻随机存取存储器(RRAM)和光、电二极管。生物医学领域分别介绍了其在生物相容性、抑菌抗菌涂层和微观组分方向的研究进展。最后对原子层沉积技术进行了归纳总结,并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

金刚石散热衬底在GaN基功率器件中的应用进展

氮化镓(GaN)基功率器件性能的充分发挥受到沉积GaN的衬底低热导率的限制,具有高热导率的化学气相沉积(CVD)金刚石,成为GaN功率器件热扩散衬底材料的优良选择。相关学者在高导热金刚石与GaN器件结合技术方面开展了多项技术研究,主要包括低温键合技术、GaN外延层背面直接生长金刚石的衬底转移技术、单晶金刚石外延GaN技术和高导热金刚石钝化层散热技术。对GaN功率器件散热瓶颈的原因进行了详细评述,并对上述各项技术的优缺点进行了系统分析和评述,揭示了各类散热技术的热设计工艺开发和面临的技术挑战,并认为低温键合技术具有制备温度低、金刚石衬底导热性能可控的优势,但是大尺寸金刚石衬底的高精度加工和较差的界面结合强度对低温键合技术提出挑战。GaN外延层背面直接生长金刚石则具有良好的界面结合强度,但是涉及到高温、晶圆应力大、界面热阻高等技术难点。单晶金刚石外延GaN技术和高导热金刚石钝化层散热技术则分别受到单晶金刚石尺寸小、成本高和工艺不兼容的限制。因此,开发低成本大尺寸金刚石衬底,提高晶圆应力控制技术和界面结合强度,降低界面热阻,提高金刚石衬底GaN器件性能方面,将是未来金刚石与GaN器件结合技术发展的重点。