TC4合金表面TiNi/Ti2Ni改性层不同载荷滑动干摩擦性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了TiNi/Ti2Ni合金层,考察了合金层的表面形貌、成分分布、截面组织形貌、相结构。采用球盘磨损试验机分析了TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷下的滑动干摩擦学性能,并与基体进行对比。结果表明,基体和TiNi/Ti2Ni合金层磨损机制主要表现为磨粒磨损。在同一磨损条件下,TiNi/Ti2Ni合金层的摩擦系数略低于基体,耐磨性优于基体。TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷的摩擦系数接近,在0.29~0.32之间波动。随着载荷的增加,磨损率增加。     

摩擦氧化层对TC4合金磨损行为和摩擦系数的影响

选取TC4合金与3种对偶件微动磨损的完全滑移区,研究摩擦氧化层的形成对TC4合金微动磨损行为和摩擦系数的影响.结果 表明:室温下摩擦系数曲线经历阶段性变化,磨损表面未形成摩擦氧化层,磨损率均较高.合金基体加热至260℃时,TC4/GCr 15微动摩擦系数曲线最早出现由动态稳定向直线稳定的过渡,最早发生轻微磨损转变和摩擦...     

TC4钛合金表面等离子熔覆Ni60涂层的性能

以等离子熔覆方式在TC4钛合金表面制备Ni60熔覆层,通过X射线衍射、扫描电镜和显微硬度测试等方法分析Ni60熔覆层凝固组织、成分及硬度的关系。结果表明:在Ni60粉末熔覆层中,由基底依次凝固生长柱晶、枝晶、等轴晶和共晶组织,在柱晶及枝晶主干等部位,Ti优先选择固溶N/O元素,将其他合金元素排挤到后凝固的等轴晶区,在最后凝固区形成富含Ni的共晶组织。熔覆层中先凝固的柱晶及枝晶区,一次时效(600℃/1 h)后获得的强化效果最佳;而后凝固的等轴晶区与共晶区,富含多种合金元素,经三次时效后,表面等轴晶区硬度强化效果依次递增,最终硬度可达800 HV。与TC4钛合金相比,Ni60熔覆层具有更优异的耐磨性和耐蚀性,三次时效后的Ni60涂层磨损失重从0.057 4 g降至0.017 1 g,耐磨性提高约3倍。     

TC4钛合金的双辉等离子渗氮

钛合金具有比强度高、耐蚀性和耐热性好等优点,但耐疲劳性能、耐磨性较差,使其应用受到限制.为了改善钛合金的表面性能,对TC4钛合金进行了双辉等离子渗氮,并研究了渗氮气氛中氩气与氮气的流量比对渗氮层硬度、相结构、弹性模量和摩擦磨损性能等的影响.双辉等离子渗氮的工艺参数:氩气与氮气的流量比为1∶ 1、1∶2和1∶ 3,极间距...     

TC4钛合金表面镀Cu摩擦磨损性能的研究

利用硫酸盐镀铜技术在TC4钛合金表面电镀制备Cu镀层,采用SEM、EDS和STM等方法研究TC4钛合金基体及其镀Cu层的摩擦磨损性能,分析其磨损率、摩擦系数和磨痕形貌,探讨其磨损机理。结果表明:TC4钛合金表面镀Cu可以显著地改善和提高其表面耐磨性,Cu镀层的耐磨性明显地优于TC4钛合金基体;TC4钛合金基体的磨痕呈犁沟形貌,磨损机理为剥层磨损和黏着磨损;镀Cu层的磨痕呈现的是附着的塑性变形后铜磨屑形貌,磨损机理为剥层磨损和疲劳磨损。     

TC4合金表面Cu/石墨复合镀层的摩擦磨损行为

采用无氰电镀工艺在TC4合金表面制备了Cu/石墨复合镀层,研究了镀层的组织结构和摩擦磨损行为。结果表明,采用无氰电镀方法能够在TC4合金表面制备出组织致密且与基体结合紧密的Cu/石墨复合镀层,但增加镀层中石墨的含量会降低镀层与基体合金的结合强度,并导致硬度小幅下降。摩擦磨损实验结果表明,Cu/石墨复合镀层具有优良的摩擦磨损防护性能,归因于石墨有效降低了镀层的摩擦系数和磨损率;对镀层磨损形貌、磨损产物和摩擦系数的综合分析结果表明,纯铜镀层的摩擦磨损机制主要为犁削磨损、黏着磨损和剥层磨损,Cu/石墨复合镀层的磨损机制为轻微的削层磨损和疲劳磨损。     

TC4合金在不同温度下的摩擦磨损行为研究

采用Si C球作为对磨材料,研究了在不同温度下TC4合金的摩擦磨损性能及磨损表面的组织变化。结果表明:TC4合金的磨损率随温度的升高而降低;平均摩擦系数在200℃内变化不明显,但当温度增加至400℃时,平均摩擦系数明显增加,且在高温下,摩擦系数随时间的变化存在明显的波动;随温度升高,TC4合金的磨损机理从以犁削磨损为主逐渐向以黏着磨损和氧化磨损为主转变。     

等离子喷涂Ni/MoS2涂层干滑动摩擦磨损

对等离子喷涂的四种不同MoS2含量的Ni/MOS2涂层的干滑动摩擦磨损性能和机制进行了试验和探讨。结果表明，MoS2的质量分数为30％时磨损率最小；磨损机制主要为磨粒磨损；较大载荷下、MoS2较多时导致其磨损率急剧增大的原因，与润滑膜破坏引起的疲劳磨损和粘着磨损有关。     

钛合金摩擦磨损特性及表面改性技术研究进展

钛合金具有密度小、比强度高、耐海水腐蚀等优点,在船舶、海洋工程、石油化工、航空航天等领域得到广泛应用。然而钛合金硬度低,耐磨性差,在摩擦工况下使用时,钛合金表面很容易发生擦伤。概述了不同应用领域钛合金的摩擦磨损特点,总结了改善钛合金摩擦磨损性能的常用表面处理方法,并对船用钛合金摩擦磨损特性的研究方向作出了展望。     

钢表面多元共渗改性层的微动磨损行为研究

利用低温气体多元共渗技术将碳、氮、硫、氧元素同时渗入LZ50钢表面形成改性层.在对改性层进行表征的基础上,研究了改性层及LZ50钢基体在干态不同位移幅值下的微动磨损行为及其动力学特性,并采用扫描电子显徼镜和轮廓仪对磨痕形貌进行了分析.结果表明:制备的多元共渗改性层厚度约60 μm,基本由疏松层,化合物层和扩散层组成,化合物层硬度最高,为典型的高硬度多孔结构;改性层改变了LZ50钢的微动运行区域,使得混合区的范围缩小,滑移区向小位移方向移动;由于疏松层的固体润滑作用,与基体LZ50钢相比,在微动初期摩擦因数较低;多元共渗改性层可以显著降低LZ50钢的磨损,在部分滑移区损伤轻微,在混合区和滑移区,改性层的损伤主要表现为剥层和磨粒磨损.     

Ti6Al4V合金渗镀Cr-Mo表面改性层组织结构及其耐磨特性研究

采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.     

钛合金Ti6Al4V表面Mo-N改性层的摩擦性能研究

采用钼-氮离子共渗与离子渗钼后再氮化2种工艺,在钛合金Ti6Al4V表面形成均匀致密的钼氮合金渗层.实验结果表明,2种工艺形成的表面合金层表面硬度都有大幅度提高,其中渗钼后氮化的硬度Hk0.1为16 810 MPa,钼-氮共渗Hk0.1为18 040 MPa.渗钼后氮化合金层主要为MoN相,而钼-氮共渗合金层主要为Mo2N相. 干摩擦条件下,球盘磨损试验表明,渗钼后氮化工艺更好地改进了钛合金Ti6Al4V耐磨性,降低比磨损率3个数量级.     

温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响

耐磨性较差成为TC4合金用作高强耐腐蚀油管材料的技术瓶颈,采用SEM和EDS等手段对TC4合金在不同温度下的磨损性能进行研究,分析磨损率、摩擦系数和磨痕形貌随温度变化的规律,探讨磨损机理。结果显示:在室温到400℃的温度范围内,与对磨材料GCr15相磨损,TC4合金的磨损程度随温度的升高而减小,磨痕呈犁沟形貌,磨损经历了预磨损和稳定磨损两个阶段,磨损机理在较低温度时为剥层磨损、黏着磨损和疲劳磨损,在较高温度时为剥层磨损、黏着磨损和氧化磨损。     

ZrN改性层对TA18钛合金摩擦磨损性能的影响

目的 提高钛合金的耐磨性能,拓宽其应用范围.方法 采用双辉等离子渗金属技术在TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金表面制备ZrN改性层.采用GIXRD、SEM、EDS等分析改性层的相结构、微观形貌以及成分分布.采用粗糙度测试仪和纳米压痕仪测定改性层的表面粗糙度、纳米硬度和弹性模量.采用球-盘磨损试验机探究TA18基体...     

TC4合金等离子钼基合金化改性层摩擦磨损性能研究

利用双层辉光等离子渗金属技术在Ti6Al4V(TC4)上制备钼基改性层以提高材料的摩擦磨损性能。对改性层的组织结构元素分布和显微硬度进行了测试,并采用球-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:Ti6Al4V合金表面经过渗Mo、W-Mo及W-Mo-N共渗都可以形成致密、均匀的表面合金改性层;通过三种表面改性后,钛合金的表面硬度都有不同程度提高,其中W-Mo-N共渗表面硬度提高最大,达1504 HV。在较短滑动距离内,渗钼改性层摩擦系数最小,W-Mo-N共渗次之,W-Mo共渗最大。随着摩擦的深入,渗钼改性层摩擦系数很快升高,超过W-Mo改性层。渗钼改性层磨损表现为磨粒磨损和粘着磨损,W-Mo和W-Mo-N共渗都降低了材料的粘着现象,W-Mo-N共渗最为显著。     

内孔等离子喷涂Ni45-15%Mo涂层与38CrMoAl渗氮层耐磨性研究

采用内孔等离子喷涂技术在内径矿150mm的发动机气缸套内表面38CrMoAl基体上，在开放条件下制备Ni45—15％Mo涂层，并与缸套内表面渗氮硬层，在边界润滑条件下进行了环块滑动摩擦磨损对比试验。对内孔喷枪的粒子飞行速度进行了在线监测研究，对喷涂层与渗氮层的显微组织、显微硬度、结合强度对耐磨性的影响进行了分析。结果表明，38CrMoAl基上内孔等离子喷涂层与渗氮层相比磨损量减小0．3mg，摩擦因数减小0．02，涂层摩擦偶件表面榀伤小于渗氛层偶件．涂层综合麾檫学件能优干渗氛层。     

NiCrBSi-Mo与QSn-Ni/C涂层摩擦副摩擦磨损性能研究*

采用超音速等离子喷涂制备了NiCrBSiMo和QSn-Ni／C涂层，测试了这种摩擦副涂层的常规性能与摩擦磨损性能。结果表明，所获得的涂层孔隙率低，分别为0．82％（NiCrBSi-Mo涂层）、0．76％（QSn-Ni／C涂层），结合强度高，分别为62.2MPa、28．9MPa，两种涂层摩擦副摩擦因数（0．0043）仅为块体材料18Cr2Ni4WA与ZQPb30摩擦副（0．0093）的1／2，相应磨损量（1．1mg／h）也仪为块体材料磨损量（15．6mg／h）的1／15，显示出涂层摩擦副优异的减摩耐磨性能。     

等离子表面合金化层摩擦磨损性能研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢表面进行Ti-N和W-Cr合金元素共渗,达到改善其表层耐磨性的目的.经分析,结果表明:Ti-N合金元素共渗层形成了氮化钛沉积层和扩散层,厚度在10μm以上,平均硬度达到HV2300;Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行的超饱和渗碳使表面含碳量达到2.0%以上,淬火及回火后表面硬度达到HV1300,超过一般冶金高速钢.Ti-N合金元素共渗层磨损曲线较平稳,平均摩擦系数较小,耐磨性比Mo-Cr共渗层要好.