中国表面工程

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Tony Ying,Uvon Tolbert,Paul Lewis,Ron Harrigal

中国表面工程. 2009, 22(2): 1-6.

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在银币的生产过程中,硬币表面发蓝是非常普遍的现象.许多硬币收藏者用放大镜,甚至是显微镜去观察硬币发蓝.如果不满意硬币的外观,收藏者将退还硬币给造币厂.为了清除银币表面的发蓝,造币生产线必须被中断,以抛光或清洗压印的模具.如果毛胚没有处于良好的准备状态,抛光一副冲模的时间就超过了压印硬币的时间.文中分析了硬币表面发蓝的原因,揭示了在模压过程中值得注意的摩擦学现象,并且提出了无需人工抛光冲模去除发蓝的方法,实现了银币的高效生产,清洗模具周期由冲压80次,提高到800次以上.

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微纳米减摩自修复技术的研究进展及关键问题

许一,徐滨士,史佩京,张保森

中国表面工程. 2009, 22(2): 7-14.

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阐述了徼纳米减摩自修复材料的分类、作用机理及研究现状,提出目前微纳米减摩自修复技术发展中的关键问题是建立准确的自修复评价方法及评价指标;合理解决微纳米颗粒在油性介质中的分散与稳定难题;根据设备的润滑工况选择合适的材料及使用工艺;深入开展自修复机理研究,进而实现磨损尺寸自修复等.

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钢表面多元共渗改性层的微动磨损行为研究

罗军,郑健峰,莫继良,何莉萍,朱旻昊

中国表面工程. 2009, 22(2): 15-19.

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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.

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偏压和氮分压对TiN膜层结构和膜/基体系性能的影响

杨洪刚,李曙,张荣禄

中国表面工程. 2009, 22(2): 20-25.

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采用多弧离子镀工艺在钛合金或低碳钢基材上制备TiN薄膜,研究了不同偏压及不同氮分压下制备的薄膜相结构、残余应力、膜/基体系硬度、膜/基结合及其摩擦磨损行为.结果表明:偏压影响TiN晶粒的择优取向,偏压绝对值越大则薄膜内部的残余应力也越大;偏压过高或过低都会降低薄膜与基材之间的结合强度,从而影响其摩擦学性能.氮分压上升,TiN熔滴粒度变大,Ti2N相减少,导致薄膜硬度提高;由过高或过低氮分压制备的膜/基体系在划痕试验中测得的临界载荷均较小;随着氮分压的增加,在试验范围内样品的摩擦因数下降但耐磨性并未获得预期的提高.

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低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层高温抗氧化性能

梁兴华,周克崧,刘敏,洪瑞江,邓畅光,罗顺

中国表面工程. 2009, 22(2): 26-30.

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采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,研究了不同功率参数制备的涂层在900℃175 h氧化后的特性,探讨了该涂层的氧化和退化机理.结果表明,3种功率制备的涂层都达到完全抗氧化级水平,其平均氧化速率分别为0.01 g/m2·h、0.01g/m2·h和0.0026g/m2·h,但不同涂层的氧化行为有所不同.3种试样氧化后表面形成了大量的β-Al2O3,并在涂层表面发生选择性氧化.X衍射分析表明,涂层发生了退化.

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Cu/Ni多层膜在多冲与压压载荷下的失效行为

刘国华,刘道新,张晓化,汤金钢,唐长斌

中国表面工程. 2009, 22(2): 31-36.

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采用磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备Cu/Ni多层膜,利用多冲和动态循环压压试验装置对膜层的力学性能进行了评价,探讨了冲击条件、多层膜调制周期及结构等对多层膜失效行为的影响,比较了多层膜和单层Cu、Ni膜在多冲条件下的失效行为,以及多冲与循环压压载荷对多层膜失效行为的影响.结果表明:多冲法能够较好地表征Cu/Ni多层膜的结合强度、韧性、内聚强度.压压载荷作用下多层膜的失效主要表现为单一的开裂现象,因而压压法更适合评价膜层的韧性.采用合适的过渡层、离子辅助和基材加热方法可以获得高的多层膜强度和韧性;调制周期小于600 nm的Cu/Ni多层膜的内聚强度、韧性及多冲承载能力高于Cu、Ni单层膜;调制周期小于200 nm的多层膜呈现出明显的超硬度现象,且具有良好的强韧性能.

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变极性等离子弧铝合金熔覆层组织和性能

刘存龙,吕耀辉,向永华,夏丹,徐滨士

中国表面工程. 2009, 22(2): 37-40.

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采用变极性等离子弧熔覆技术在2219铝合金试板表面制备了熔覆层,用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对熔覆层进行了显微组织形貌观察和元素分析,用显微硬度计对熔覆层显微硬度进行了测试.结果表明:熔覆层底部组织为垂直于熔合线方向生长的柱状晶,中上部为较细小的等轴晶;熔覆层在凝固过程中析出Q强化相;熔覆层具有较均匀的显微硬度.

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平面铁基Al₂O₃陶瓷涂层的SHS/PHIP法制备

莫淑华,赵红,张幸红

中国表面工程. 2009, 22(2): 41-44.

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利用燃烧合成结合准热等静压(简称SHS/PHIP)技术在钢板表面制备金属陶瓷复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、硬度仪及抗热震性测试仪等测试手段对合成的涂层进行了研究.结果表明:涂层主要是由α-Al2O3相、FeAl2O4(FeO·Al2O3)相组成的金属陶瓷复合体系,其显微组织均匀致密,涂层与基体间为冶金结合,硬度是基体的2.5倍,抗热震试验显示涂层具有良好的结合力.

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喷丸条件对残余应力场的影响规律

杨永红,乔明杰,张卫红

中国表面工程. 2009, 22(2): 45-48.

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采用试验方法研究了喷丸条件对残余挤压应力场的影响规律.试验对不同弹丸尺寸、不同覆盖率所形成的残余应力场采用X射线方法进行测量,结果表明,喷丸条件对残余应力场的深度和水平的影响存在如下规律:弹丸尺寸对残余应力场的深度影响明显,在相同的喷丸气压和喷丸强度下,大弹丸形成的残余应力场较深;弹丸覆盖率对残余应力水平影响明显,相同喷丸气压下,增加喷丸覆盖率则能提高残余应力水平;试件厚度对应力分布无明显影响.

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H13钢表面反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

周小平,胡心彬,王钰

中国表面工程. 2009, 22(2): 49-52.

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采用反应火焰喷涂方法在H13钢表面制备的Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了涂层的显微组织、显微硬度、耐磨性能及抗热疲劳性能.结果表明,经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200 Hv0.1,具有良好的耐磨性能和抗热疲劳性能.

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激光熔覆硬韧材料齿面的电解磨削

林允森,董世运,田欣利,巴国召

中国表面工程. 2009, 22(2): 53-55.

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某重载履带车辆侧减速器主动齿轮磨损后,应用激光熔覆技术制备Fe-Mn-C呈亚稳奥氏体组织的熔覆修复层.齿面熔覆层在加工过程中,因表层发生应变诱发马氏体相变而使材料呈硬韧特性,难以完成加工.为此,通过改进专用的加工设备、开发实用的电解磨削溶液,优化了电解磨削工艺参数,解决了硬韧材料齿面的加工难题,其磨削效率高(9个齿18个齿面在120 min左右即可完成),齿面粗糙度Ra达0.4μm～0.2 μm.

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钛合金表面等离子体电解氮碳共渗层的特征与耐蚀性

胡宗纯,谢发勤,吴向清,柳永康

中国表面工程. 2009, 22(2): 56-60.

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利用等离子体电解渗技术,在TC4钛合金表面制备了等离子体电解氮碳共渗(PEN/C)层.用X射线和扫描电镜分析了渗层的成分和结构特征;用动电位极化曲线和电化学阻抗谱分析PEN/C渗层在3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀行为和耐蚀性.结果表明在钛合金表面形成的PEN/C渗层为多孔状Ti(C,N),它提高了基体的腐蚀电位,增大了电荷转移电阻,减小了腐蚀电流密度.PEN/C渗层提高了钛合金基体的耐蚀性.

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火焰喷涂EAA/n-SiO₂复合涂层热力学性能

李亚东,李玉飞,强克刚,李水峰,张可佳

中国表面工程. 2009, 22(2): 61-64.

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采用火焰喷涂的方法制备了EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)及其纳米SiO2(n-SiO2)复合涂层,利用电子拉力机、傅立叶红外光谱仪(FTIR),差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)对涂层的力学性能、热性能等进行了测试分析.结果表明:在适当的喷涂工艺条件下,物料在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解;DSC、TG分析表明n-SiO2具有明显的成核剂作用,n-SiO2的加入提高了复合涂层的结晶度,加速复合涂层的结晶速度;在n-SiO2含量为2.0%时,复合涂层表现出较好的综合性能,涂层与基体的结合强度达到26.30MPa,涂层自拉伸强度为33.87MPa,较纯涂层提高了30.6%.

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纳米颗粒复合电刷镀镀层的微/纳观结构特征

董世运,徐滨士,胡振峰,杨华,杜令忠

中国表面工程. 2009, 22(2): 65-68.

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在45钢表面制备了n-Al2O3/Ni和n-SiO2/Ni纳米颗粒复合电刷镀层,借助SEM、TEM、HREM等分析手段,在微观和纳观尺度上研究了纳米颗粒复合电刷镀层微观组织特征,分析了纳米颗粒分布、纳米颗粒/基质Ni金属界面结合等微/纳观现象.结果发现:纳米颗粒在基质Ni金属中均匀弥散分布,纳米颗粒与基质Ni金属之间达到了原子尺度的良好结合;基质Ni金属晶格发生了畸变,存在大量原子空位和位错等结构缺陷.这使得纳米颗粒复合电刷镀层具有优良的力学性能.

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蒋建敏高工谈药芯焊丝的发展与应用

蒋建敏

中国表面工程. 2009, 22(2): 69-70.

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药芯焊丝在堆焊、热喷涂等表面工程领域有广阔的应用前景.药芯焊丝对提升表面工程技术水平以及节能、节材和保护环境具有重要意义.为了宣传推广药芯焊丝方面的新成果、新材料,记者于2009年3月16日采访了本刊理事、北京工业大学教授级高工蒋建敏同志.

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2009年, 第22卷, 第2期　刊出日期：2009-02-19

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