硬質(zhì)鍍層的熱磨損和熱疲勞性能研究.pdf

1、硬質(zhì)陶瓷鍍層以其高硬度、高耐蝕性、抗高溫氧化性在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。TiCN鍍層以其高硬度和優(yōu)異的化學(xué)與熱穩(wěn)定性得到發(fā)展。關(guān)于TiCN鍍層磨損機(jī)理的研究大多涉及該鍍層與其它硬質(zhì)鍍層在不同溫度條件下的摩擦學(xué)性能比較，深入探究TiCN鍍層不同溫度下磨損各個(gè)階段的摩擦磨損規(guī)律的文獻(xiàn)較少。研究和闡明不同溫度條件下，TiCN鍍層磨損不同階段的摩擦系數(shù)變化規(guī)律和磨損機(jī)理，對(duì)進(jìn)一步提高該類(lèi)鍍層的綜合摩擦學(xué)性能具有重要的工程意義。另外，表面處理技術(shù)應(yīng)

2、用到壓鑄模具以提高其熱疲勞抗力的研究較為廣泛，其中，離子氮化、各種陶瓷鍍層及氮化加鍍膜復(fù)合處理等是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。深入研究不同表面處理技術(shù)對(duì)壓鑄模具熱疲勞性能的影響機(jī)理，以及針對(duì)不同工作條件下的壓鑄模具，優(yōu)化各種表面處理工藝，具有重要意義。
　　 本文采用Tandem 350型化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng)設(shè)備在M42高速鋼上制備了TiN/TiC/TiCN多層鍍層;采用閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射離子鍍、LDMC-100F系列輝光離子氮化爐

3、，分別對(duì)H13進(jìn)行了CrAlN、CrTiAlN鍍膜，三種不同氮化工藝的離子氮化，及氮化加CrAlN的復(fù)合處理;并通過(guò)SEM、EDX和XRD等手段，檢測(cè)鍍層的成分、表面截面形貌和相結(jié)構(gòu)。
　　 同時(shí)，采用洛氏硬度計(jì)和附著力自動(dòng)劃痕儀及高溫銷(xiāo)盤(pán)磨損試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備檢測(cè)鍍層的結(jié)合強(qiáng)度、摩擦系數(shù)及磨損率，并探討了鍍層的磨損機(jī)理。采用自行設(shè)計(jì)的熱疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同表面處理后的H13試樣進(jìn)行熱疲勞性能測(cè)試，通過(guò)金相顯微鏡對(duì)裂紋形貌進(jìn)行觀察。

4、>　　 論文主要結(jié)論有:
　　 1.用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)在高速鋼基體上沉積制備的TiCN/TiN/TiC多層結(jié)構(gòu)鍍層結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)異;磨損試驗(yàn)結(jié)果表明，室溫、高溫下，鍍層摩擦系數(shù)的變化規(guī)律差別很大。高溫條件下，由于鍍層中的TiC相和基體發(fā)生軟化，使得鍍層硬度下降，這是導(dǎo)致高溫與室溫條件下摩擦系數(shù)差別很大的主要原因。摩擦氧化物層的形成和壓潰碾碎的動(dòng)態(tài)過(guò)程是否達(dá)到平衡狀態(tài)是高溫和室溫下摩擦系數(shù)能否達(dá)到穩(wěn)定的內(nèi)在因素。