注入N＋强化铍表面的探索

本文采用先进的离子注入技术改善金属铍的表面性能。文中选用单一能量注入N~+和分级能量注入N~+两种工艺来强化RJY-40铍的表面,均在不同程度上提高了RJY-40铍的显微硬度和改善了耐磨性。其中分级能量注入N~+样品(Al_2O_3-Be)的摩擦系数由0.5～0.6降低到0.1～0.3左右。采用X光电子谱(XPS)和电镜等手段分析研究了样品的表面成分和结构,并讨论了其强化机制。从效果、工艺、设备等方面将注入N~+和美国注入B~+技术进行比较,认为注入N~+技术有较大的优越性。     

精密摩擦件离子注入技术研究成果简介

精密摩擦件离子注入技术研究成果简介航天工业总公司七○三所研制的离子注入设备具有离子溅射与离子注入合一的特点，结构合理，并实现了计算机控制。所研制的多次Ｎ＋静态注入Ｔｉ的工艺稳定，效果良好，表面硬度提高１倍以上，摩擦系数下降１～２倍，磨损率降低２０倍。...     

离子注入强化轴承钢表面的研究

本文研究了离子注入技术对GCr15和9Cr18轴承钢耐磨性的影响。硬度测量、磨损试验、表面粗糙度以及表面残余应力的测试表明,注入Sn~+可显著降低摩擦系数,用N~+轰击Ti膜可大幅度提高耐磨性能,并且既降低材料表面残余应力,又不影响表面粗糙度。该技术极宜作为精密耐磨零件的最后处理工艺。     

国内动态

由北京师范大学低能物理所和我部五四○厂共同研究的氮离子注入金刚石拉丝模工艺成果,于八四年十月在北京通过技术鉴定。离子注入是江北师大400Kev重离子注入机上进行的。注入元素为氨。注入离子能量选用100Kev和160Kev,注入剂量范围选为5×10~(15)～5×10~(17)N~ /厘米~2,并使用特殊工艺方法使氮离子注入到金刚石拉丝模孔内壁。金刚石拉丝模的拉丝试验是五四○厂进行的。拉丝材料为铬镍不锈钢。在拉1Cr18Ni9Ti     

TC11钛合金微动磨损及疲劳防护工艺的探讨

对 TC1 1钛合金抗微动磨损及抗微动疲劳的表面强化工艺进行了研究。试验结果表明,渗氮、等离子喷涂 1 2 % Co包 WC及 α-Al2 O3、离子镀 Ti N及 ( Ti+ B) N、离子注入 N+等对TC1 1钛合金的抗微动磨损能力均有所改善。其中,离子镀 Ti N及 ( Ti+ B) N防护效果较好,形成的表面强化层自身强度高且具有一定厚度,与基体结合性好,降低摩擦系数,使材料的抗微动磨损能力有较大的提高     

空间用9Cr18 钢PIII 复合离子注入表面改性工艺研究

采用等离子体浸没离子注人(PⅢ)技术对9Cr18轴承钢表面进行了双注入及共注入Ti+N工艺处理.测试了处理前后试样的显微硬度及真空摩擦因数,并表征分析了表面磨损形貌.结果表明:处理后试样的显微硬度都有大幅提高,最大增幅达68.7％；表面真空摩擦因数由0.15下降到0.08；磨斑尺寸及粗糙度分别减少了54.4％和37.4％.双注入与共注入方式在相同参数下,双注入处理后的试样表面综合性能更加优异.     

纯铜表面金属Ni、Ti离子注入的结构与性能研究

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源引出的强流Ni和Ti离子束对纯铜进行了离子注入表面改性试验研究.材料表面的力学性能测试表明采用Ti或者Ni离子注入后纯铜材料表面的硬度和耐磨性均有提高.对注入层的结构分析表明金属离子注入后,在纯铜表面注入层出现了合金相及重结晶,显微组织的改变是材料表面硬度和耐磨性提高的主要因素.     

GCr15钢等离子体基碳氮离子注入表面强化

通过改变碳和氮的注入顺序和注入剂量条件,研究了GCr15钢表面硬度和摩擦磨损性能的变化规律,讨论了等离子体基碳氮离子注入对GCr15钢表面的强化效果.     

表面完整性对Ti6Al4V钛合金疲劳性能的影响

研究了Ti6Al4V钛合金表面喷丸强化及光饰处理后表面粗糙度、表面残余应力和表面层微观组织结构等表面完整性因素的变化及其对高周疲劳性能的影响。结果表明,Ti6Al4V钛合金对表面粗糙度和表面残余应力比较敏感,经喷丸强度为0.10~0.20mmA的强化后,受喷表面的残余压应力和粗糙度持续提高,Ti6Al4V钛合金的疲劳寿命增加值先升高后降低;后续光饰处理使强化后的材料表面粗糙度显著降低,促进了疲劳寿命进一步提高。表面完整性影响因素的平衡与协调对Ti6Al4V钛合金疲劳性能的提高有着非常重要的影响。     

粉末合金FGH95喷丸强化对高温缺口疲劳性能的影响

为提高粉末合金材料轮盘应力集中结构的缺口疲劳性能,采用铸钢弹丸、陶瓷弹丸和复合喷丸的方法对粉末合金缺口旋转弯曲疲劳试样进行喷丸强化,通过白光干涉表面形貌分析、配合电化学腐蚀的X射线衍射残余应力场分析、显微硬度梯度研究评价喷丸强化层状态;采用高温旋转弯曲缺口(结构应力集中系数Kt=1.7)疲劳寿命进行对比分析。结果表明,喷丸强化在FGH95合金表面形成强化层:表面粗糙度Ra=0.9～1.5μm,Kurtosis值R_(ku)接近3的表面轮廓;表面压应力在–800～–1150MPa,压应力场深度达到120～250μm;相比于基体硬度的480～510HV_(0.2),喷丸后表面硬度上升到575～625HV_(0.2),硬化层深度达到175～250μm。采用首次喷铸钢丸大强度、第二次喷陶瓷丸小强度的二次喷丸工艺方法时,表层残余压应力场数值大,表面硬化程度高且硬化层深度大,表面粗糙度较小且弹坑底部圆滑,疲劳强化效果最佳,550MPa/650℃中值疲劳寿命估计量较原始提高20倍以上。     

TiAl合金精密振动电解加工表面质量的研究

电解加工技术是解决Ti Al合金难切削的有效工艺方法,而精密振动电解加工技术可实现高精度及良好的表面质量。开展了精密振动电解加工Ti Al合金试验,研究了不同工艺参数下Ti Al合金的精密振动电解加工表面质量。结果表明:随着电流密度的增加,工件表面粗糙度减小;随着脉冲频率的提高,工件表面粗糙度先减小后基本保持不变。优化参数后采用精密振动电解加工的试件表面在光学显微镜下均未见到晶间腐蚀。     

空间应用中的Ti合金化学镀Ni和电镀Au

本文主要叙述了在Ti合金表面化学镀Ni和电镀Au的一种工艺方法,从而获得适合196～150℃空间应用的高稳定的光学镀层。     

表面强化对薄壁空心结构疲劳性能影响研究

制备了具有真实零部件几何特征的试验件,采用干喷丸、湿喷丸方法完成薄壁空心试验件表面强化并开展振动疲劳对比试验。试验结果表明:未采用表面强化处理的试件疲劳寿命最短;干喷强化试件寿命居中,且相同试验条件下干喷强化试件寿命是前者的10.4倍;湿喷丸试件寿命最长,是相同条件下干喷强化试件寿命的3.3倍以上。该研究成果对优化薄壁空心结构表面强化工艺及参数具有重要意义。     

喷丸强化对TC17钛合金表面残余应力的影响

利用ANSYS Work Bench动态分析模块模拟喷丸强化过程,建立简化喷丸强化数值模型,通过模拟喷丸工艺参数改变对强化效果的影响,考察喷丸在不同表面形态时对表面残余应力的影响,便于进一步估测这一典型表面加工工艺对疲劳性能的影响。     

34CrNiM06钢复合喷丸强化的有限元模拟

为了研究复合喷丸的工艺效果,利用ABAQUS有限元仿真软件进行模拟分析,建立了34CrNiMo6钢随机多弹丸的周期性三维有限元模型.首先对所提出的周期性有限元模型进行周期性验证和试验验证,然后利用周期性有限元模型对复合喷丸的强化效果、不同喷丸强度对残余应力场的影响进行分析.结果表明:该周期性三维有限元模型可有效模拟喷丸强化效果;复合喷丸强化使34CrNiMo6钢表面产生的残余应力和最大残余应力均高于单一喷丸产生的,且表面残余应力分布更加均匀,但最大残余应力所处深度不变;复合喷丸可得到更小的表面粗糙度.     

34CrNiMo6钢复合喷丸强化的有限元模拟

为了研究复合喷丸的工艺效果,利用ABAQUS有限元仿真软件进行模拟分析,建立了34Cr Ni Mo6钢随机多弹丸的周期性三维有限元模型。首先对所提出的周期性有限元模型进行周期性验证和试验验证,然后利用周期性有限元模型对复合喷丸的强化效果、不同喷丸强度对残余应力场的影响进行分析。结果表明:该周期性三维有限元模型可有效模拟喷丸强化效果;复合喷丸强化使34Cr Ni Mo6钢表面产生的残余应力和最大残余应力均高于单一喷丸产生的,且表面残余应力分布更加均匀,但最大残余应力所处深度不变;复合喷丸可得到更小的表面粗糙度。     

激光熔覆原位自生TiC耐磨涂层的组织分析

采用激光熔覆工艺在Ti600合金表面制备了以原位自生TiC为增强相的耐磨涂层,并分析了涂层的微观组织,测试了涂层的硬度.结果表明:涂层与Ti600基体呈现良好的冶金结合,组织均匀致密,TiC均匀地分布于TiNiCrAl固溶体构成的涂层基体中.涂层上部为细小的树枝晶组织,中部为发达树枝晶组织.涂层显微硬度大约是基体的3倍.     

SiC纤维CVD涂层工艺研究

对SiC纤维的CVD涂层工艺进行研究.实验发现采用BCl3,H2及CH4作为反应气体,采用与SiC纤维生产工艺相匹配的走丝速度并控制一定的工艺参数,在1350℃左右可得到厚度2～3mm且表面致密的B4C涂层,纤维涂层后性能基本保持不变.仅采用BCl3及CH4作为CVD涂层工艺反应气体,在1180～1250℃即可沉积出表面光滑致密,厚度2～3mm的富碳B4C涂层,涂层后纤维性能可提高10%左右,且涂层与纤维结合强度很高,优于B4C涂层与SiC纤维的结合强度.实验还发现SiC纤维涂覆B4C及富碳B4C涂层后,能有效阻隔界面反应,可大幅提高SiC/Ti基复合材料的性能.     

金属钛对氮化过程的强化及其机理探讨——钛离子氮化及钛氮碳三元离子共渗

五十多年以来,在工业生产中多采用气体氮化。钢制零件经气体氮化,可大大提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀性,但由于其生产周期特长,故得不到广泛的应用。为了充分发挥氮化可显著改善工件表面性能的作用,世界各国都在不断努力研究强化氮化过程的新工艺。离子氮化、气体软氮化等新工艺就是在生产斗争这一迫切要求的推动下而产生出来的。一九七五年以来,我们在进一步加速氮化过程和碳锕的离子氮化工艺研究等方面进行了许多探索,并取得了一些良好的效果。一、钛对氮化过程的强化作用一九七五年初,太原矿山机器厂的同志在进行镀钛氮化工艺的研究中发现,对于同一炉进行氮化的工件,只需要将其中的半数工件镀钛,而其余未镀钛的工件也可以得到镀钛氮化     

激光冲击强化对钛合金高温微动疲劳寿命的影响

为了解高温工作环境下激光冲击强化工艺(LSP)对钛合金材料微动疲劳寿命的影响,开展了强化前后TC11钛合金在室温、300°C和500°C下的微动疲劳试验并测试了试验件表层的残余应力及硬度。结果表明:随着温度的升高,激光冲击强化对TC11钛合金微动疲劳寿命的提高倍数逐渐减小。在轴向载荷为400MPa,法向载荷为65.5MPa时,经激光冲击强化后TC11钛合金试验件在室温、300°C和500°C下的微动疲劳寿命分别为强化前的5.5倍、3.5倍和1.7倍;强化后试验件表层的残余应力会在高温下发生松弛,且松弛程度会随温度的升高而增大,这是激光冲击强化效果随温度升高而逐渐弱化的主要原因。