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文檔簡介
1、利用TEMP—6型強(qiáng)流脈沖離子束(HIPIB)裝置,產(chǎn)生加速電壓300-350 kV,脈沖寬度70 ns,束流密度300 A/c㎡的C+和H+離子束。利用HIPIB輻照的強(qiáng)化作用,實(shí)現(xiàn)了WC—Co硬質(zhì)合金的表面改性,改性的硬質(zhì)合金表面形成的連續(xù)、致密的新相重熔層,耐磨損性能顯著改善,進(jìn)一步提高了硬質(zhì)合金的使役壽命。 采用束流密度300 A/c㎡,輻照次數(shù)1-10次的HIPIB輻照WC—Co硬質(zhì)合金。1次輻照表面即發(fā)生明顯的重熔和
2、擇優(yōu)燒蝕現(xiàn)象,并導(dǎo)致包括含Co化合物相Co3W9C4等新相的形成。隨著輻照次數(shù)的增加,反復(fù)重熔與燒蝕導(dǎo)致輻照表面形成碳化物硬質(zhì)相球狀和條狀凸起、并逐漸聯(lián)結(jié)成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),表面粗糙度(Ra)連續(xù)增大——由原始的0.29μm顯著增至10次輻照的1.72μm,表現(xiàn)為50-100μm較大區(qū)域起伏的粗糙化和微區(qū)光滑化及致密化的形貌特征。輻照表面的硬度連續(xù)增加,由原始的17.4 GPa增至10次輻照后的20.2 GPa,增加了約15%。HIPIB輻照
3、改性作用導(dǎo)致了WC—Co硬質(zhì)合金表面形成連續(xù)、Co元素均勻分布的硬質(zhì)新相重熔層,并顯著改變其表面形態(tài)、形成了硬質(zhì)相的網(wǎng)絡(luò)狀凸凹三維結(jié)構(gòu)。 采用載荷40 kg、滑動(dòng)速度0.42m/s的環(huán)塊式滑動(dòng)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)方法,測試了HIPIB輻照改性WC—Co硬質(zhì)合金的磨擦學(xué)性能。隨著輻照次數(shù)的增加,改性硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)略有減小,由原始的1.0降低到10次輻照條件下的0.8;磨痕寬度和深度則明顯變小,由原始的2.05mm和29.0μm減小到1
4、0次輻照條件的最小值1.64mm和16.7μm;磨損率則相應(yīng)地從5.77×10-7 mm3/N·m降至1.92×10-7 mm3/N·m,降低了約65%。HIPIIB輻照改性WC—Co硬質(zhì)合金發(fā)生了顯著的重熔和燒蝕,導(dǎo)致硬質(zhì)合金Co粘結(jié)相與WC反應(yīng)生成了Co3W9C4等新相組成的連續(xù)重熔頂層,同時(shí)產(chǎn)生了及遠(yuǎn)大于熔區(qū)的深層沖擊硬化現(xiàn)象,不僅顯著提高硬質(zhì)合金的表層硬度,而且增強(qiáng)了WC顆粒與Co粘結(jié)相結(jié)合強(qiáng)度,是造成耐磨性大幅度提高的主要原因
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