材料期刊网

H13钢低温等离子体渗硼层的热熔损性能

吴晓春 , 邬天荣 , 杨浩鹏 , 王庆芳

材料热处理学报

研究喷丸预处理的H13钢低温等离子体渗硼试样的耐铝合金热熔损的性能.结果表明,经喷丸预处理的H13钢试样在590℃等离子渗硼2 h后,表面获得高硬度的硼化物层,其硬度值达10 GPa,厚度约为2 μm.通过动态热熔损实验,发现低温渗硼试样耐铝合金热熔损性能明显优于原始试样,并且当熔损时间较短时其耐热熔损效果尤其突出.

关键词: 热作模具钢H13 , 喷丸 , 等离子低温渗硼 , 热熔损

Cr12MoV钢等离子体氮碳共渗工艺及稀土催渗

陶立民 , 孙文娟 , 陈继超 , 杨浩鹏 , 曹韵牧 , 吴晓春

材料热处理学报

对Cr12MoV钢在510 ～520 ℃、NH3流量为60 mL/min时不同时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同等离子体共渗炉压的氮碳共渗工艺进行了研究.通过金相、XRD、SEM、EDS、摩擦磨损实验,探究了氮碳共渗优化工艺及稀土加入对Cr12MoV离子氮碳共渗的影响.结果表明:对于冷作模具钢Cr12MoV,时间为10 h、NH3/CO2为10∶1、炉压为500～700 Pa时,实验效果优化.另外,随着稀土镧的加入,渗层增厚且白亮层更致密,硬度梯度更平缓,氮碳共渗效果更佳.

关键词: Cr12MoV钢 , 稀土 , 等离子体氮碳共渗

SDC99钢盐浴碳化钒覆层生长动力学及其摩擦磨损性能的研究

杨龙蛟 , 杨浩鹏 , 汪宏斌 , 吴晓春 , 秦芳

材料科学与工艺

本文研究了SDC99钢TD法盐浴渗钒在不同温度,不同时间下的覆层厚度,建立了覆层生长动力学模型,并以Crl2MoV和T10钢作为对比试样,表明基体中的固溶碳含量控制覆层厚度及生长速率.覆层的力学性能测试结果显示,经TD渗钒后材料表层的硬度超过24 GPa,较渗钒前提高了约4倍,且耐磨损性能得到大幅度提高.

关键词: SDC99钢 , TD处理 , 渗钒

H13钢双保温固体渗硼高温磨损机理

杨哲 , 杨浩鹏 , 吴晓春 , 濮胜君

材料研究学报

研究了H13钢高能喷丸辅助双保温固体渗硼试样和未渗硼试样的高温摩擦磨损性能,并探讨了磨损机理.结果表明,高能喷丸辅助双保温固体渗硼后的试样得到Fe2B单相渗硼层,高能喷丸能显著提高固体渗硼效率;渗硼试样的高温磨损率比未渗硼试样降低了30％,表明渗硼提高了H13钢的高温耐磨损性能.渗硼和未渗硼试样高温摩擦磨损后磨损表面均形成了氧化层,氧化物为Fe2O3.渗硼层在高温下具有较高的硬度及良好的抗氧化性,因此渗硼试样的高温磨损机理主要是渗硼层的疲劳剥落和氧化磨损,而未渗硼试样的高温磨损机理主要为氧化磨损和磨粒磨损协同机制.

关键词: 金属材料 , 双保温固体渗硼 , 高温磨损 , 氧化磨损 , 磨粒磨损

稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响

濮胜君 , 杨浩鹏 , 汪宏斌 , 吴晓春

材料研究学报

研究了稀土氯化物CeCl3添加量对H13钢固体渗硼层截面形貌、显微硬度、表面粗糙度以及相组成的影响,以及稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温摩擦磨损性能.结果表明:添加2.5％和5％的稀土显著提高渗硼层厚度、显微硬度与致密性,但是表面粗糙度略有提高;10％稀土渗硼试样的渗层最厚,但是其显微硬度、致密性明显下降,表面粗糙度提高;稀土辅助渗硼层中除Fe2B相外还出现了(Fe,Cr)2B相;与不加稀土渗硼试样相比,5％稀土渗硼试样的渗层磨穿时间约增加一倍,磨损率降低21％;5％稀土渗硼试样磨损率比未渗硼H13钢降低了61％,并且也低于10％稀土渗硼试样.因此,加入5％稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温耐磨损性能较优.

关键词: 金属材料 , 稀土元素 , 固体渗硼 , 高温磨损性能

SDC99钢盐浴TD法制备VC覆层形成机理的研究

杨浩鹏 , 吴晓春 , 秦芳 , 杨龙蛟

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00512

对冷作模具钢SDC99盐浴渗V中VC覆层形成机理进行了研究.采用高分辨SEM和金相显微镜观察了渗V试样的横截面形貌及VC覆层微观形貌,并利用EDS对表面元素进行了能谱分析,利用XRD对盐浴试样表层进行了物相结构分析；采用原位纳米力学测试系统TriboIndenter对渗V试样截面硬度梯度进行了测试.结果表明:盐浴温度越高,在相同浸渗时间下形成的覆层越厚；VC覆层硬度约为22 GPa,远高于基体硬度7.0 GPa,覆层与基体之间硬度以较缓速度下降,表明界面处基体组织能对VC覆层起到良好的支撵作用.覆层生长的过程为:初始晶粒形核、长大,并有亚微晶粒在其表面生长；受钢中C活度的影响,覆层晶粒长成等轴晶,越靠近基体与覆层的界面,晶粒尺寸越小.在覆层晶粒生长初始阶段,SDC99钢上晶粒生长择优取向从(200)晶面转变为(111)晶面,随着时间的延长,覆层晶粒生长无明显择优取向,生长为等轴晶.

关键词: SDC99钢 , VC覆层 , 形成机理

DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究

陈继超 , 吴晓春 , 杨浩鹏

材料科学与工艺

为了探究DC53钢的优化氮碳共渗工艺,对DC53钢在530℃不同共渗时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同炉内气压情况下的离子氮碳共渗效果进行了研究.运用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度、摩擦磨损实验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.研究表明：对于冷作模具钢DC53,10 h、NH3/CO2为15∶1、炉内气压为800～1000 Pa时,氮碳共渗效果最好;随着稀土镧（La）的加入,渗层变厚且渗层与基体更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更佳.

关键词: DC53钢 , 稀土 , 氮碳共渗 , 耐磨性 , 氮碳共渗层 , 硬度梯度

TD法混合盐浴渗钒在SDC99钢上的研究

秦芳 , 吴晓春 , 杨浩鹏

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2012.02.006

对SDC99新型冷作模具钢的TD法盐浴渗钒配方进行了研究,确定出最佳的混合盐浴配方为75.6％硼砂+8.4％ BaCl2+10％V2O5+6％ Al粉.用该配方对SDC99钢进行950℃×4h渗钒处理,能获得均匀、连续的碳化钒覆层.SDC99钢的碳化钒覆层与对比试验的Cr12MoV钢所获厚度相当,认为这是碳与钢中各种合金元素相互作用的结果.

关键词: SDC99钢 , 热扩散碳化物覆层处理 , 混合盐浴渗钒

SDAH13钢铝含量和离子氮化工艺优化及高温磨损性能

计杰 , 杨浩鹏 , 吴晓春

中国表面工程 doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.04.005

铝元素对模具钢的离子氮化工艺和性能具有重要影响,适当的铝含量可以改善模具钢渗层质量,显著提高其表面硬度和耐磨性.通过正交试验和单变量试验研究了不同铝含量的SDAH13钢较优的离子氮化工艺及其高温磨损性能.利用OM、SEM、XRD表征了渗氮层的微观组织及物相,应用高温摩擦磨损试验机研究了SDAH13钢离子氮化前后的磨损性能,通过光学轮廓仪测量了磨损量并计算了磨损率,同时通过SEM观察了样品的磨损形貌并且进行了EDS能谱分析.研究结果表明:含铝质量分数为0.76％,氮化温度为540℃,保温时间14h,炉压为400 Pa时,离子氮化效果较优;随着铝含量的增加,渗氮层厚度会减薄.在500℃条件下进行摩擦磨损实验时,与未氮化试样的磨损率比较,采用较优渗氮工艺进行离子氮化的Al0.76-SDAH13钢的磨损率能降低45％,其耐磨损性得到了显著提高.

关键词: SADH13钢 , 离子氮化 , 铝含量 , 高温摩擦磨损

戴志良、杨自鹏同志被增补为中国硅酸盐学会第六届常务理事会常务理事

硅酸盐通报

关键词: