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等离子体连续挤压模具等离子体材料表面改性

收藏本文 2024-02-21 点赞:22348 浏览:98079 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:摘要:连续挤压机挤压模具与坯料之间由于有着巨大的摩擦阻力,导致模具磨损严重,模具利用寿命较低。针对这一现实情况,本论文拟分别采取脉冲高能量密度等离子体薄膜制备技术和直流等离子弧熔敷技术对连续挤压模具易磨损面进行表面强化处理,用以提升模具耐磨、减摩性能,延长连续挤压模具利用寿命。选择高纯氮气为工作气体,同轴内、外电极材料均为工业纯钛,以45号钢为基材,利用脉冲高能量密度等离子体技术,采取优化的工艺参数,在室温条件下制备了TiN薄膜。利用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、俄歇等策略浅析了薄膜的化学成份及显微组织,测试了薄膜的硬度分布及摩擦磨损性能。结果表明:薄膜主要组成相为TiN,薄膜组织致密、均匀,与基材之间有着较宽的混合界面;薄膜硬度高,在干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性及较低的摩擦系数。分别以Ni-46.25Ti-11.5625C-7.5CaF2(wt.%),Ni-45Ti-11.25C-10CaF2(wt.%)和Ni-43.75Ti-10.9375C-12.5CaF2(wt.%)(?)昆合合金粉末为原料,采取等离子熔敷技术在45号基材表面分别制备了CaF2含量不同的(TiC+CaF2)/γ-Ni复合材料涂层,浅析了涂层的成分及显微组织,测试了涂层的显微硬度和高温摩擦磨损性能,测试结果表明:等离子熔敷(TiC+CaF2)/γ-Ni复合材料涂层硬度高、组织均匀细小、与基材之间为完全冶金结合;涂层显微组织结构为不规则块状TiC初胜相和少量细片状CaF2弥散分布在的γ-Ni固溶体基体上;涂层在高温滑动磨损试验条件下体现出优异的耐磨性及较低的摩擦系数;涂层中CaF2含量越高,涂层摩擦系数越低,高温耐磨性越好。关键词:脉冲高能量密度等离子体论文薄膜论文等离子熔敷论文复合材料涂层论文磨损论文

    致谢5-6

    中文摘要6-7

    ABSTRACT7-11

    1 绪论11-32

    1.1 模具介绍11-15

    1.1.1 模具分类11

    1.1.2 模具的选材11-13

    1.1.3 模具的热处理13-14

    1.1.4 模具的表面处理14-15

    1.2 表面改性技术15-19

    1.2.1 等离子体(PHEDP)薄膜沉积技术15-17

    1.2.2 等离子熔敷表面强化技术介绍17-19

    1.3 材料系统19-20

    1.3.1 薄膜材料系统19

    1.3.2 涂层材料系统19-20

    1.4 选题背景20-30

    1.4.1 上引连挤法关键工艺历程22-29

    1.4.2 冷挤压模具的失效形式29-30

    1.4.3 提升模具寿命途径30

    1.5 探讨内容30-31

    1.6 探讨目的及作用31-32

    2 试验策略32-38

    2.1 试验材料的选择32-33

    2.1.1 基体材料的选择32

    2.1.2 涂层与薄膜材料的选择32-33

    2.2 等离子熔敷试验33-34

    2.2.1 等离子熔敷试验设备33

    2.2.2 等离子熔敷试验工艺参数确定33-34

    2.3 脉冲高能量密度等离子体试验34-35

    2.3.1 脉冲高能量密度等离子体设备34-35

    2.4 等离子熔敷涂层显微组织观察浅析35-37

    2.5 等离子熔敷涂层性能浅析策略37-38

    2.5.1 显微硬度测试37

    2.5.2 摩擦磨损测试37-38

    3 实验结果及浅析38-63

    3.1 等离子熔敷复合材料涂层显微组织及显微硬度38-58

    3.1.1 等离子熔敷Ni-48.75%Ti-12.1875%C-2.5%CaF2复合材料涂层38-41

    3.1.2 等离子熔敷Ni-47.5%Ti-11.875%C-5%CaF2复合材料涂层41-43

    3.1.3 等离子熔敷Ni-46.25%Ti-11.5625%C-7.5%CaF2复合材料涂层43-46

    3.1.4 等离子熔敷Ni-45%Ti-11.25%C-10%CaF2复合材料涂层46-50

    3.1.5 等离子熔敷Ni-43.75%Ti-10.9375%C-12.5%CaF2复合材料涂层50-53

    3.1.6 等离子熔敷Ni-42.5%Ti-10.625%C-15%CaF2复合材料涂层53-56

    3.1.7 等离子熔敷复合材料涂层显微硬度与高温摩擦实验浅析56-58

    3.2 脉冲高能等离子体技术制备TiN薄膜实验结果浅析58-63

    4 结论63-64

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