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钛表面处理技术的研究现状

李争显 , 王少鹏 , 慕伟意 , 潘晓龙 , 姬寿长 , 王宝云 , 杜继红 , 周廉

在钢铁材料中得到成功应用的传统表面技术，在钛表面处理上也得到了较广泛的应用，但传统的表面技术存在着许多不适应于钛材处理的技术壁垒，因此，针对钛材料的特殊性能发展起来的液相等离子体处理技术、等离子表面冶金技术、钛电极涂层技术、钛生物涂层技术、钛建筑材料的表面处理技术等成为钛材表面处理技术新的发展方向。主要综述了传统表面技术和液相等离子体处理技术、等离子表面冶金技术2种新技术在钛材表面上应用的研究成果。

关键词: 钛 , 表面技术 , 研究现状

Ti6Al4V合金表面无氢渗碳层分析

姬寿长 , 李争显 , 杜继红 , 王少鹏 , 王宝云 , 黄春良 , 潘晓龙

稀有金属材料与工程

将Ti6Al4V合金试样置入真空炉中进行无氢渗碳.分别用XRD、SEM、EDS及HV显微硬度计对渗碳层的物相、组织形貌、成分和硬度进行分析.结果表明,经过渗碳后,渗层中出现TiC相,但是未发现氢化物及含H相.整个渗碳层由附着层、渗碳层和扩渗层组成.附着层中含有Ti、Al、V元素,附着层的存在阻碍碳的渗入.渗碳层由致密的渗碳层I和等轴晶组成的渗碳层Ⅱ组成.扩渗层有碳的渗入,碳含量少,只是一个渗碳影响层.渗层的硬度呈梯度变化,硬度变化曲线是渗层中碳含量变化的反映,硬化层厚度约为900um.

关键词: Ti6Al4V合金 , 无氢渗碳 , 附着层 , 阻挡渗碳 , 硬度梯度变化

钛表面薄膜技术的应用现状及发展

李争显 , 刘瑞斌 , 华云峰 , 潘晓龙 , 王少鹏 , 王彦峰 , 黄春良

钛工业进展

钛及钛合金具有比强度高、耐蚀性能好、无磁性等优点，但其所固有的高温易氧化、易发生接触腐蚀、导热系数小等缺点在一定程度上限制了其应用。为此，需对钛合金表面进行处理，而薄膜技术则是一种有效方法。首先概述了薄膜技术在钛材的耐磨处理、抗氧化处理、耐冲蚀处理、电活性功能处理四个方面的研究成果，然后结合作者自身的研究成果及对钛表面处理技术的认识，从钛的应用和薄膜技术的特点出发，提出了今后钛表面薄膜技术在这些方面可能的发展方向。

关键词: 钛合金 , 表面处理 , 薄膜技术 , 发展趋势

硝酸作为阳极电解液在锌-铈液流电池中的应用

王少鹏 , 费敬银 , 张午花 , 万冰华 , 陈叶 , 王磊 , 王少兰

材料开发与应用

锌-铈液流电池是一种全新的液流电池体系.但由于铈阳极一侧的低溶解度,使得锌-铈电池在应用方面受到很大限制.使用硝酸作为铈阳极一侧电解液,可以增大铈的溶解度,从而大幅提升液流电池的储能量.随后对电池的充放电性能进行了测试,结果表明液流电池体系使用硝酸比甲磺酸作为阳极电解液,电池充放电性能更加稳定.

关键词: 硝酸 , 锌-铈液流电池 , 阳极电解液

耐蚀锌基镀层的研究进展

王少鹏 , 费敬银 , 王卫康 , 万冰华 , 王磊

材料保护

添加了惰性元素的锌基合金镀层的耐蚀性比纯锌镀层更高,是钢铁材料常用的耐蚀表面保护层.评述了锌基合金镀层、组分调制锌基多层镀层的性能特点及研究现状,并比较了各类镀层的耐蚀性及实用性.

关键词: 锌基合金镀层 , 组分调制锌基多层镀层 , 耐蚀性

立方氮化硼薄膜及溅射沉积的研究进展

王少鹏

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2013.10.008

溅射沉积由于获得的cBN薄膜颗粒尺寸小、立方相含量高,是cBN薄膜制备技术发展的一个重要方向.本文介绍了溅射沉积过程中的基体负偏压、沉积气氛、沉积温度、靶材功率等工艺参数对cBN薄膜中立方相的含量和薄膜性能的影响规律.并从优化沉积工艺参数、采用过渡层及在膜层中引入其它元素方面介绍了在降低膜层应力方面取得的研究进展.分析归纳出溅射沉积cBN薄膜目前存在的主要问题是薄膜应力过大、存在非立方相氮化硼及B、N原子的比例失配.提出了下一步研究工作的重点是通过深入认识溅射沉积cBN薄膜的的形成机理,优化沉积工艺参数及设计合理的过渡层和新型梯度涂层,以提高立方相的含量、保证B、N原子的比例、降低膜层应力.

关键词: 溅射沉积 , cBN , 研究进展

Ti17瞬态电能表面强化后的组织和耐磨性

王少鹏 , 乔生儒 , 葛志宏 , 李平 , 薛若茵

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.04.026

利用SQ-2型强化器,分别采用石墨、硬质合金YG-8、CoCrMo合金和硅青铜作为电极,用瞬态电能表面强化技术在钛合金Ti17表面形成强化层.用SEM观察强化层的组织和形貌,用XRD分析强化层的物相组成,在MM-200磨损试验机上考察强化层的耐磨性.结果表明,四种电极强化钛合金后,强化层与基体为冶金结合,但强化层较薄,并不同程度的存在微裂纹和微孔;强化层主要由电极材料和基体材料反应生成的化合物组成;硅青铜作为电极所获得的强化层耐磨性最好,在相同磨损时间内其磨损质量只有无强化层试样的2.5%.

关键词: 瞬态电能 , 表面强化 , 钛合金 , 显微硬度 , 耐磨性

40CrNiMoA钢表面复合强化后高速干摩擦下的磨损性能

葛志宏 , 乔生儒 , 王少鹏 , 韩栋 , 李平

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.062

采用石墨和Cr12MoV电极分别对40CrNiMoA表面进行强化处理,然后用离子束增强沉积(IBED)涂覆Cu,形成表面复合强化层.选择滑动摩擦速度为100m/s,实验力为20N,考察了40CrNiMoA复合强化后与1Cr18Ni9Ti不锈钢摩擦副在高速滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并用SEM观察分析了磨损表面.结果表明:高速滑动干摩擦下,复合强化层具有减摩耐磨性能,Cr12MoV+Cu复合强化后比未处理试样的耐磨性提高4倍以上.Cr12MoV+Cu和石墨+Cu复合强化后的摩擦系数平均值为0.05左右,而未处理试样为0.1.磨损形式为磨粒磨损和严重的塑性变形,并有少量的剥落,表面存在微裂纹与熔斑.

关键词: 复合强化 , 高速干摩擦 , 磨粒磨损 , IBED瞬态电能