2007年, 第20卷, 第2期　刊出日期：2007-02-19

  

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特邀论文
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  表面工程系统接触力学模型

  T Bell Y Su H．Dong 石常亮（译） 王志坚（译） 董世运（校）

  中国表面工程. 2007, 20(2): 1-10.

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  在任何严峻条件下现代机械运行中综合性能的迫切需求促进了许多先进表面工程技术的迅速发展。因而，设计者在结构设计时将有许多表面工程技术可以选择。但是，怎样为一种特定的应用选择一种最优化的表面工程方法对设计者来说又是一种挑战。为了这个目标，在现代多层表面接触理论的基础上建立起一种接触力学模型，考虑到了多层结构、真实表面粗糙度和摩擦影响。这种力学模型可以成功地预测表面工程结构的性能。文中首先回顾了赫兹接触理论的发展过程，然后讨论了伯明翰多层真实粗糙表面接触力学模型，并用实例示范了一系列关于动载荷下表面工程结构设计的主要步骤。
试验研究
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  用于材料表面改性的空气介质阻挡放电发射光谱研究

  戴乐阳,曹彪,曾美琴,欧阳柳章,朱敏

  中国表面工程. 2007, 20(2): 11-16.

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  设计了一套材料表面改性试验装置，对其放电特性以及由丝状放电向准辉光放电转变的条件进行了试验。利用发射光谱技术和电压电流测试技术，研究了常温常压下空气介质阻挡放电所加电压和输入能量对N2（C^3Πu→B^3g）发射光谱强度的影响。N2（C^3Πu→B^3Πg）的发射光谱强度随放电电压及输入能量的增加而增强，当电压（频率）和输入能量增大某一值后，N2（C^3Πu→B^3g）的发射光谱强度增强速率变大，介质阻挡放电从丝状放电过渡到准辉光放电模式，产生均匀分布的发光现象，这非常有利于对薄膜和金属材料表面的改性。
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  适用于渗碳齿轮齿面修复的激光熔覆铁基自强化合金及其性能研究

  陈宗浩,马运哲,韩文政

  中国表面工程. 2007, 20(2): 17-20.

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  依据自强化中锰铸钢的成分设计原则和激光熔覆技术的工艺特点，研制了自熔剂型铁基自强化合金粉末。应用SEM、XRD和线接触疲劳试验（CF）研究了激光熔覆层的组织、结构及接触疲劳性能。研究表明：自熔剂型铁基自强化粉末的激光熔覆层与基体间的结合为冶金结合，组织为呈树枝状分布的奥氏体＋弥散分布的粒状渗碳体；在2170MPa接触应力、12．5％滑差、20号机油润滑条件下，激光熔覆层的特征寿命为7．21×10^6周次，比相同条件下的渗碳层特征寿命6．29×10^6周次提高了15％，其原因是该熔覆层在接触应力作用下，具有应变诱发马氏体相变强化的特征。该技术适合于重载车辆传动渗碳齿轮的修复。
行业动态
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  中国机械工程学会增聘副秘书长

  中国表面工程. 2007, 20(2): 20-20.

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试验研究
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  等离子体电解氧化过程中参数控制模式分析

  王立世,潘春旭,蔡启舟,魏伯康

  中国表面工程. 2007, 20(2): 21-25.

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  在分析有关等离子体电解氧化（Plasma Electrolytic Oxidation—PEO）系统模型的基础上，推导了一个用于描述PEO处理过程中各参数之间联系的系统方程，并在恒流与恒压条件下对该方程进行了讨论。磷酸盐电解液中镁合金PEO处理的验证试验表明：在恒压条件下利用该方程计算所得的后期电流值与试验结果具有较好的一致性，而恒流条件下具有较大的偏差，这与推导方程过程中所做的假设和简化有关。另外，在恒流控制的基础上，提出了阶梯降流法的控制成膜方式，并研究了其在磷酸盐系电解液中具体的实现方法及其在成膜过程中的作用。
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  氧化铝增强无机硅酸锌耐蚀抗磨涂层的研究

  马峰,陈华辉,王亦工,裴嵩峰,张婷,桑玮玮

  中国表面工程. 2007, 20(2): 26-29.

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  无机硅酸锌涂层常用于大型金属结构件的重防腐保护。文中对氧化铝增强无机硅酸锌涂层进行了研究，结果表明;在试验条件下，氧化铝增强无机硅酸锌涂层的耐蚀性提高了6倍；涂层的滑动摩擦因数为0．2左右，耐磨损性能提高了3倍。氧化铝增强无机硅酸锌涂层为钢铁材料表面的防护提供了新思路和新方法，具有广阔的应用前景。
试验研究
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  化学镀镍制品铬酸钝化与否的判断

  郭莉莉,孙莹

  中国表面工程. 2007, 20(2): 30-32.

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  以化学镀镍产品为试样，探索了判断镀镍层是否经过铬酸盐（CrO3）钝化处理的方法。采用酸溶法并通过控制酸度和溶解时间有效地剥离出铬酸（盐）钝化膜，用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP—AES）测定总铬量。
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  45钢多次激光相变硬化组织与性能研究

  李同道,王勇,赫庆坤,韩彬

  中国表面工程. 2007, 20(2): 33-36.

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  采用5kW横流CO2激光器对45钢表面进行了多次激光相变硬化，并对硬化区进行了X射线衍射谱分析、光学显微分析和硬度测试。结果表明：激光相变硬化区主要由马氏体、少量残余奥氏体组成，随着扫描次数的增多，组织进一步细化、弥散，缺陷密度更高，奥氏体的形核更容易，长大速度更快，临界硬化温度更低，导致硬化层深度增加，硬度提高。
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  中国机械工程学会成立9个工作委员会

  中国表面工程. 2007, 20(2): 36-36.

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  羟基硅酸盐在水溶液中的摩擦学性能研究

  李嘉,陈波水,方建华,王九,候滨

  中国表面工程. 2007, 20(2): 37-41.

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  将羟基硅酸盐通过表面修饰分散在水中，并与不同比例的水溶性润滑剂进行复配。用四球摩擦磨损试验机考查不同配比的羟基硅酸盐水溶液的摩擦学性能，并用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDAX）分析了磨斑表面形貌和元素构成。结果表明，单独的羟基硅酸盐或水溶性润滑剂的最大无卡咬负荷（PB）均不高，但以羟基硅酸盐与水溶性润滑剂复配的水溶液在合适配比下PB值大于1962N，有较高的承载性，在834N下，其减摩抗磨作用也非常明显。羟基硅酸盐-水溶性润滑剂体系的良好摩擦学性能的主要原因是羟基硅酸盐粒子提高了水溶性润滑剂形成的润滑膜的粘弹性，同时水溶性润滑剂对羟基硅酸盐粒子“微轴承”进行“润滑”，两者具有协同作用。
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  2007国际热喷涂大会及展览会（ITSC2007）5月在北京召开

  中国表面工程. 2007, 20(2): 41-41.

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试验研究
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  磁控溅射类石墨镀层的微观组织观察与分析

  尹清军,蒋百灵,陈迪春,张国君

  中国表面工程. 2007, 20(2): 42-46.

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  利用非平衡磁控溅射系统制备了含微量Cr的类石墨镀层,使用四点探针法测量所制备镀层的电阻率,测试结果表明所制备镀层工作层为类石墨层。使用SEM观察了镀层形貌,使用TEM及HRTEM观察了镀层的微观组织并利用选区电子衍射分析了镀层相结构,观察和分析结果表明:镀层表面质量良好,镀层的纯Cr金属底层为柱状晶结构,过渡层的晶体结构为非晶相中嵌有Cr纳米晶结构;工作层为非晶结构。测定了镀层的硬度、结合力,以及在不同载荷下的摩擦因数和比磨损率,测试结果表明:所制备镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数和低比磨损率,且高载下比低载下有更低的摩擦因数。分析和讨论的结果还表明:工作层的非晶结构,是使所研究镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数、低磨损率低的主要原因。
学术动态
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  国产化“无电焊接”材料研制成功

  路凤芝

  中国表面工程. 2007, 20(2): 46-46.

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  由全军装备维修表面工程研究中心研制的无电焊接材料日前通过专家鉴定。“无电焊接”是指焊接时不用电、不用气，只用打火机将焊笔点燃，即可实施金属材料的焊接。以前这种焊笔要依赖国外进口，仅能焊5mm以下的钢板，现在完全国产化的焊笔已经问市。国产焊笔焊接钢板厚度可达10mm，焊缝抗拉强度达300MPa，性能超过国外同类产品的水平。[第一段]
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  内孔等离子喷涂Ni45-15%Mo涂层与38CrMoAl渗氮层耐磨性研究

  刘明,王海军,韩志海,陆欢

  中国表面工程. 2007, 20(2): 47-50.

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  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。
技术应用
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  喷涂工艺对低能等离子喷涂WC-Co的涂层硬度与微观结构的影响

  孙成琪,安连彤,傅迎庆,高阳

  中国表面工程. 2007, 20(2): 51-54.

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  采用低能等离子喷涂技术，在不锈钢基体上制备WC-12％Co涂层。粉末被气体送到喷嘴内、阴极与阳极之间的区域，喷涂功率为3．9～9．1kW。利用XRD和SEM分析技术，对涂层的微观结构和相组成进行分析，研究喷涂功率对涂层硬度的影响。结果表明：在功率3．9kW时制备的涂层主要由WC相组成；喷涂功率在5-9kW时，涂层中开始出现W2C；在功率6．5kW时，涂层硬度最高为1500HV，喷涂功率超过6．5kW时，由于涂层中出现α-W2C，涂层的硬度降低。这表明低能等离子炬可以制备高性能的WC-Co涂层。
学术动态
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  高速颗粒冲击零件表面纳米化系统研制成功

  路凤芝

  中国表面工程. 2007, 20(2): 54-54.

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  由ABB机器人、带拉瓦尔结构的双相喷枪、计算机控制台、工件变位机、供气与喂料装置、抽尘排气装置等组成的高速颗粒冲击系统已由全军装备维修表面工程研究中心研制成功。应用该系统装置可将一定粒径的颗粒高速冲击零部件表面，实现表面自身纳米化。目前，在该系统装置上已完成38CrSi材料的表面纳米化研究。经试验表明，表面纳米化晶粒的平均粒径为16nm，随着距表面深度的增加，平均粒径增大，当表面纳米化层厚度达25μm时，平均粒径达100nm，表面纳米化的机理主要是位借运动导致的晶粒细化。[第一段]
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  林安教授谈高温涂料的应用与研究

  中国表面工程. 2007, 20(2): 55-55.

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  涂装是表面工程中的重要技术之一，宏观统计，零件表面积的20％-30％依靠涂装技术来改善防护性和装饰性。现代机电产品对高温涂料提出了新要求，记者就高温涂料的应用与研究问题于2007年3月16日采访了本刊编委、武汉大学林安教授。[第一段]
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  海军后勤技术装备研究所介绍

  中国表面工程. 2007, 20(2): 58-58.

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  海军后勤技术装备研究所研究并生产防腐蚀涂料已有三十多年的历史，技术力量雄厚，已通过ISO9001质量管理体系认证。生产的涂料在国内各大油田、机场、炼油厂、部队油库等设施设备上得到了广泛应用。[第一段]
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  北京铁道部科学研究院金属及化学研究所

  中国表面工程. 2007, 20(2): 59-59.

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  铁道部科学研究院金属及化学研究所是铁道部下属集金属材料和应用化学科研与开发于一体的，具有强大科研实力的综合研究所。金化所提供的各种型号电弧喷涂机已广泛应用到：电弧喷涂Al,Zn复合涂层的钢结构长效防腐（桥梁，铁塔，铸铁管，舰船等）；[第一段]
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  绿色工程全新理念——开制造发动机

  中国表面工程. 2007, 20(2): 61-61.

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  随着我国汽车工业的快速发展，汽车的社会保有量正在与日俱增。上海大众汽车有限公司自1989年以来，己累计生产桑塔纳轿车200万辆，其中相当部分车辆的发动机仍在不正常运转，功率降低，油耗增大，排放超标，必须予以大修或更换。[第一段]