合金改性

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聚碳酸酯改性合金是什么材料

聚碳酸酯改性合金是什么材料

聚碳酸酯改性合金是什么材料
近年来,随着科学技术的不断进步,聚碳酸酯改性合金作为一种新型材料备受关注。

那么,聚碳酸酯改性合金究竟是什么材料呢?
首先,聚碳酸酯改性合金是一种由聚碳酸酯树脂与其他添加剂(如增强剂、稳定剂、填料等)混合而成的高性能复合材料。

聚碳酸酯树脂作为主体材料,通过添加不同类型和比例的改性剂,使其具有更优异的性能表现,进而形成聚碳酸酯改性合金。

其次,在聚碳酸酯改性合金中,聚碳酸酯树脂作为基础材料具有优良的透明性、耐冲击性、耐候性等特点,但也存在一定的脆性和耐热性不足的缺陷。

因此,通过引入改性剂的方式,可以有效改善这些缺陷,提升材料的性能指标。

例如,增强剂可以提高材料的强度和刚性,稳定剂可增强材料的耐热性和抗氧化性,填料则可以降低成本并改善加工性能。

此外,聚碳酸酯改性合金具有优异的加工性能,可通过注塑、挤出、吹塑等工艺进行成型,适用于制造各种复杂形状的制品。

同时,由于其良好的机械性能和化学稳定性,聚碳酸酯改性合金广泛应用于电子电器、汽车工业、家居用品等领域,为现代工业的发展提供了重要支撑。

综上所述,聚碳酸酯改性合金是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料,通过合理的配方设计和工艺加工,可以满足不同领域的需求并为工业生产带来更多可能性。

随着科技的不断推进和市场需求的不断增长,相信聚碳酸酯改性合金将在未来得到更广泛的应用和发展。

1。

钛合金的表面改性技术.

钛合金的表面改性技术.
还可以使液体更容易向树枝结晶间的孔隙补充,有利于 减少缩孔,部分消除拉应力产生的根源,从而减少重熔
层裂纹。超声波在熔池中的空化及搅拌作用能使熔池各
处温度均匀化,改善了熔池的凝固状态,减少了残余热 应力和开裂敏感性。
总结和展望
激光表面改性是一项钛合金表面处理的理想技术,现已
引起各国的高度重视,特别是钛合金在军事及航空航天 以及汽车、医疗等领域的广泛用途,使得该领域的研发
钛合金
钛合金密度小,比强度高,具有良好的耐蚀性
、疲劳抗力,广泛应用于航空航天、国防、汽 车、医疗等领域。然而,钛合金摩擦系数高、 对粘着磨损和微动磨损非常敏感、耐磨性差及 高温抗氧化性差等缺点,制约了它的应用。
有效的解决途径-表面改性:激光熔覆、激光合
金化和激光熔凝技术
激光熔覆
激光熔覆又称激光涂覆或激光熔敷,是一种新型的材料加工和表面改性技术,其实
质是将具有Leabharlann 殊性能(如耐磨、耐蚀、抗氧化等)的粉末先喷涂在金属表面上或同激 光束同步送粉,然后使其在激光束作用下迅速熔化、扩展及快速凝固,在基材表面 上形成无裂纹、无气孔的冶金结合层的一种表面改性技术。
• 经过激光重熔处理后,陶瓷涂 层颗粒细化,片层状组织得以 消失,致密性提高,硬度、耐 磨性和抗冲蚀性能明显提高。
工作倍受关注。
与国外钛合金激光表面改性技术的研究相比,国内有关
的理论和实验研究起步较晚,实际应用还较少,在装备
、工艺、材料和基础研究等方面都存在较大的差距。为 进一步扩大钛合金应用的发展,亟需开展钛合金激光表
面改性技术研究。
激光改性过程中裂纹产生机理
钛合金激光表面改性是快速熔化和凝固的冶金过程,在
激光处理过程中存在复杂的传热、传质、对流、扩散、 相变等物理和化学现象。

化学材料的改性方法

化学材料的改性方法

化学材料的改性方法化学材料的改性是指通过对原有的化学材料进行化学、物理或生物等方面的处理,以改变其特性和性能的一种方法。

化学材料的改性可以改善材料的力学性能、热稳定性、导电性等特性,使其更适合于特定的应用领域。

本文将介绍一些常见的化学材料改性方法。

一、聚合物材料的改性方法聚合物材料是一类重要的化学材料,其改性方法较为多样,常见的改性方法有以下几种:1. 共聚改性:将两种或多种不同的单体进行共聚反应,生成具有新特性的聚合物。

例如,通过共聚改性可以调整聚合物的硬度、强度、透明度等性能。

2. 掺杂改性:将无机或有机物掺杂到聚合物基体中,以改变聚合物的性能。

例如,将导电材料掺杂到聚合物中,可以提高聚合物的导电性,使其具备导电功能。

3. 化学交联改性:通过引入交联剂,使聚合物发生交联反应,从而提高聚合物的热稳定性、力学性能等。

例如,将二烯类化合物用于交联改性可以增加聚合物的强度和耐热性。

4. 交联剂改性:在聚合物基体中加入交联剂,使其与聚合物发生交联反应,形成网络结构。

这样可以提高聚合物的强度、耐磨性和耐腐蚀性。

二、金属材料的改性方法金属材料是一类常用的结构材料,其改性方法可以通过以下几种途径实现:1. 合金化改性:将两种或多种金属元素按一定比例熔炼混合,形成新的合金材料。

合金化可以改变金属材料的硬度、强度、耐腐蚀性等性能。

2. 表面处理改性:通过对金属材料表面进行处理,如电镀、化学处理等,形成一层附着在金属表面的新材料,从而改善金属材料的耐腐蚀性、抗磨损性等性能。

3. 热处理改性:通过对金属材料进行加热或冷却处理,改变其组织结构和晶体状态,从而调整金属材料的硬度、韧性等性能。

4. 喷涂改性:将一种材料通过喷涂技术涂覆在金属材料表面,形成一层新的材料层。

喷涂改性可以提高金属材料的耐热性、耐腐蚀性等性能。

三、无机材料的改性方法无机材料是一类多种多样的化学材料,其改性方法包括以下几种:1. 表面改性:通过对无机材料表面进行处理,如溶液处理、离子注入等,形成新的表面层,从而改变无机材料的表面性能,如耐磨性、抗腐蚀性等。

铝合金改性实验报告(3篇)

铝合金改性实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本实验旨在研究铝合金表面改性技术,通过激光熔覆、激光选区熔化等工艺对铝合金进行改性处理,提高其表面硬度、耐磨性、导热性等性能,为铝合金在航空航天、交通运输、建筑等领域中的应用提供技术支持。

二、实验材料与设备1. 实验材料:铝合金(2024、AlSi10Mg、AlMgSi等)2. 实验设备:激光熔覆机、激光选区熔化设备、金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、导热系数测试仪等。

三、实验方法1. 激光熔覆实验:将铝合金基材表面预置硅粉,采用横流CO2高激光器进行激光处理,研究熔覆工艺参数对覆层质量的影响,包括激光功率、扫描速度、激光束直径等。

2. 激光选区熔化实验:将2024铝合金粉末与AlSi10Mg合金粉末混合,形成AlSi10Mg-2024(TiC)混合粉末,采用激光选区熔化工艺进行成形,并对其沉积态和T6热处理态的显微组织及力学性能进行表征。

3. 淬火时效实验:对铝合金进行淬火处理,测定其时效曲线,分析淬火温度、保温时间等因素对铝合金力学性能的影响。

4. 导热系数测试:对改性铝合金进行导热系数测试,分析改性处理后铝合金的导热性能。

四、实验结果与分析1. 激光熔覆实验结果与分析通过调整激光功率、扫描速度、激光束直径等工艺参数,发现当激光功率为 2.5kW、扫描速度为1m/s、激光束直径为0.8mm时,铝合金表面熔覆层质量较好,表面平整、光滑,无明显裂纹、气孔等缺陷。

2. 激光选区熔化实验结果与分析激光选区熔化过程中,TiC颗粒可作为异质形核点,促进Al形核,抑制粗大柱状晶的形成,显著细化铝合金的显微组织。

T6热处理态的力学性能测试结果表明,激光选区熔化后的铝合金具有较高的抗拉强度、屈服强度和伸长率。

3. 淬火时效实验结果与分析淬火时效实验表明,随着淬火温度的升高,铝合金的硬度和强度逐渐提高,但伸长率逐渐降低。

在淬火温度为530℃、保温时间为2h的条件下,铝合金的力学性能达到最佳状态。

聚碳酸酯改性合金是什么材质

聚碳酸酯改性合金是什么材质

聚碳酸酯改性合金是什么材质
聚碳酸酯改性合金是一种广泛应用于工业制造领域的高性能材料。

它是将聚碳酸酯和改性树脂以及其他所需的添加剂混合而成的复合材料,具有优异的物理性能和化学性能。

下面将从聚碳酸酯改性合金的组成、特性、应用领域等方面进行介绍。

聚碳酸酯改性合金由聚碳酸酯树脂、改性树脂(如ABS、PC、PBT等)以及各种添加剂组成。

这种结合了聚碳酸酯和其他树脂的复合材料,继承了聚碳酸酯的透明度和韧性,同时又具有改性树脂的耐热性和耐化学性,达到了性能的平衡。

聚碳酸酯改性合金具有优异的性能特点。

首先,它具有良好的耐热性和耐候性,能够在较高的温度下保持稳定性;其次,具有优秀的机械性能,包括高强度、高韧性和良好的抗冲击性;此外,聚碳酸酯改性合金还具有优异的表面光泽和透明度,广泛应用于需要外观优美的领域;另外,该材料还具有优异的加工性,易于塑料成型加工,满足复杂构件的制造需求。

在工业制造领域,聚碳酸酯改性合金被广泛应用于各种领域。

在汽车工业中,它被用作汽车外饰件、内饰件、仪表板等零部件的制造;在电子电气领域,该材料被用于生产手机壳、电视外壳、配件等;在家居和日用品领域,聚碳酸酯改性合金被用于生产水杯、保温杯、食品容器等;在建筑行业,该材料用于制造门窗、阳光板等装饰材料。

总的来说,聚碳酸酯改性合金作为一种高性能材料,具有多方面的优点,广泛应用于工业制造领域。

它的良好性能和多样化的应用使其成为现代制造业中不可或缺的材料之一,为各行各业的发展提供了重要支持。

1。

钛合金表面激光熔覆改性技术

钛合金表面激光熔覆改性技术

钛合金的磨损机理为塑性变形,显微切削 熔覆层的磨损机理为疲劳磨损和磨粒磨损
20℃下磨损形貌,左边基材,右边熔覆层
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提高抗氧化性能——激光熔覆TiVCrAlSi高熵合金涂层
高熵合金:具有5种或者5种以上合金元素以等摩尔
比或近等摩尔比混合形成的固溶体合金。具有很好 的力学性能,耐磨耐蚀性能和高温性能。 希望用激光熔覆的方法在钛合金表面制备高熵 合金涂层来提高其高温抗氧化性能。
用细胞培养实验(MTT)测试表面的生物 相容性。 490 nm波长吸收光度可以测量表面的细胞 数量 随着时间延长,细胞数目都是增加的,但 是HA涂层的细胞数量多于钛合金表面。
钛合金表面细胞成梭型,细胞聚集在一起, 较少铺展开;HA表面的细胞铺展开来并相 互联结。可以看出HA表面的生物相容性较 钛合金更好
3
钛合金在应用中存在的一些问题
耐磨性能 钛合金具有比强度高、耐蚀性能好等优点,是航天、航空、汽车、 船舶和化工等部门中广泛使用的结构材料。但是,由于钛合金硬度较 低(约360HV),用在摩擦部位时,易产生磨损而失效,这就阻碍了钛 合金的广泛使用,限制了它在运动构件上的应用。 耐蚀性能和抗氧化性能 Ti是一种很活泼的金属,在常温下钛合金表面会有一层致密的氧化 膜起到保护的作用,但是在高温下,氧化膜会失去保护的作用,导致 钛合金构件因为氧化腐蚀而失效。 生物相容性 钛合金具有较好的生物组织相容性和很高的比强度, 是制备人工骨骼 比较理想的材料。但是纯Ti的机械强度较低,也不耐磨,为了提高Ti的 机械性能,常添加Al、V、Mo、Zr、Nb等元素形成合金,但这是以牺牲 其生物相容性为代价的。这些合金元素会缓慢的释放,对人体造成影 响。
13
参考文献
[1]. Fei Weng, Chuanzhong Chen, Huijun Yu. Research status of laser cladding on titanium and its alloys- A review. Materials and Design (2014) 58:412–425 [2]. Xiu-Bo Liu, Xiang-Jun Meng, Hai-Qing Liu, Gao-Lian Shi, Shao-Hua Wu, Cheng-Feng Sun,Ming-Di Wanga, Long-Hao Qi. Development and characterization of laser clad high temperature self-lubricating wear resistant composite coatings on Ti–6Al–4V alloy. Materials and Design (2014) 55:404–409 [3]. Can Huang, Yongzhong Zhang. Thermal stability and oxidation resistance of laser clad TiVCrAlSi high entropy alloycoatings on Ti–6Al–4V alloy, Surface & Coatings Technology, (2011) [4]. D.G. Wang, C.Z. Chen, J. Ma, G. Zhang. In situ synthesis of hydroxyapatite coating by laser claddin. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (2008) 66:155–162 [5]. Min Zhenga, Ding Fan, Xiu-Kun Li, Wen-Fei Li, Qi-Bin Liu, Jian-Bin Zhang. Microstructure and osteoblast response of gradient bioceramic coating on titanium alloy fabricated by laser cladding. Applied Surface Science (2008) 255: 426–428 [6]. Can Huang , Yongzhong Zhang. Dry sliding wear behavior of laser clad TiVCrAlSi high entropy alloy coatings on Ti-6Al-4V substrate, Materials and Design, (2012)

高考化学合金知识点总结

高考化学合金知识点总结化学作为一门重要的理科学科,对于高考考生来说是必考科目之一。

而在化学的各个知识点中,合金是一个常见的重要概念。

本文将对高考化学中与合金相关的知识点进行总结,帮助考生加深对该部分知识的理解与掌握。

1. 合金的定义与分类合金是由两种或多种金属或金属与非金属元素混合而成的固溶体。

化学合金可以分为两大类:均质合金和非均质合金。

均质合金指的是其中各种金属元素均以单一的固溶体结构分布,例如黄铜(铜和锌的合金)。

而非均质合金是由多相组成,比如钢铁中的铁碳相结构。

2. 合金的形成与强度合金的形成主要是通过熔炼将两种或多种金属熔化混合,在冷却过程中形成固态合金。

合金与纯金属相比,具有更高的强度和硬度,这是因为在合金中不同元素的掺杂使得原子间的结构发生改变,增加了晶格间的相互作用力。

3. 常见的合金类型(1)铜基合金:包括黄铜(铜和锌)、青铜(铜和锡)、白铜(铜、锡和镍)等。

这些合金具有较高的强度、导电性和耐腐蚀性,在工业应用中广泛使用。

(2)铝基合金:包括铝镁合金、铝锌合金、铝锡合金等。

铝基合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,广泛用于航空航天工业、汽车制造等领域。

(3)钢铁合金:钢是由铁和碳组成的合金,在工业生产和建筑中应用广泛。

根据碳的含量不同,钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢等。

4. 合金的改性合金的形成不仅可以提高金属的力学性能,还可以通过改变合金元素的含量和比例,使得合金具备特定的性能。

例如,将铝和锰添加到铜合金中可以提高其强度和耐腐蚀性能;添加锌和铅到铝合金中可以改善其润滑性。

5. 合金的应用合金在现代工业和科学技术中应用广泛。

以钢铁合金为例,它广泛应用于建筑、桥梁、船舶和机械制造等领域。

而铝合金的轻质、高强度特性使得它成为汽车、航空器等领域的理想选择。

此外,合金还在电子工业、化工工业和医疗设备等领域起到重要的作用。

总结:本文对高考化学中的合金知识点进行了总结,包括合金的定义与分类、合金形成与强度、常见的合金类型、合金的改性以及合金的应用。

PP改性知识大全含配方

PP改性知识大全含配方导言:PP改性技术是一种将聚丙烯(PP)的性能进行调整和优化的方法。

通过改性,PP的添加值得以提高,使其更适合各种应用领域。

本文将介绍PP改性的一些常见方法和配方,帮助读者了解PP改性技术的基本知识。

一、PP改性的常见方法1.添加剂改性:聚丙烯的添加剂改性是指向PP中添加一定比例的改性剂,通过控制改性剂的种类和添加量,来改善PP的性能。

常见的添加剂包括增韧剂、阻燃剂、抗静电剂、耐热剂等。

2.合金改性:合金改性是将PP与其他合适的树脂进行共混,通过使两种或多种树脂相互作用,来改善PP的性能。

常见的合金包括PP/ABS、PP/PC等。

3.交联改性:交联是指通过热、辐射、化学或物理方法将PP链条中的一些原子或基团进行重新连接,提高PP的强度、硬度和耐热性。

常见的交联方法包括化学交联、热交联和辐射交联等。

4.毛细孔改性:毛细孔改性是在PP中加入毛细孔剂,通过控制温度和压力等条件,使PP形成微细孔隙结构,从而改善PP的吸声、吸湿和保温性能。

二、PP改性配方示例1.增韧剂改性配方:-100份PP树脂-5-15份增韧剂(比如EPDM、EVA等)-0.5-5份稳定剂-1-3份润滑剂-0.5-3份色母粒2.阻燃剂改性配方:-100份PP树脂-10-20份阻燃剂(比如聚磷酸酯、阻燃剂微胶囊等)-0.5-5份稳定剂-1-3份润滑剂-0.5-3份色母粒3.抗静电剂改性配方:-100份PP树脂-10-20份氮杂环化合物类抗静电剂(比如PDCA、H2O等)-0.5-5份稳定剂-1-3份润滑剂-0.5-3份色母粒4.毛细孔改性配方:-100份PP树脂-5-15份毛细孔剂(比如碱金属耐火材料、活性炭等)-0.5-5份稳定剂-1-3份润滑剂-0.5-3份色母粒三、结论PP改性技术通过添加剂、合金、交联和毛细孔等方法对聚丙烯进行改性,从而改善了PP的性能。

不同的改性方法和配方适用于不同的应用领域。

通过了解PP改性的基本知识和配方示例,读者可以更好地了解和应用PP改性技术。

铝合金材料的制备与表面改性

铝合金材料的制备与表面改性铝合金是目前应用广泛的金属材料之一,其性能稳定,质轻、强度高、导电性好、可塑性强、耐腐蚀等优点与特性,使得铝合金在机械制造、航空航天、电子、建筑等领域都有着广泛的应用。

在铝合金材料的制备及应用过程中,为了实现其更好的材料性能展现,将铝合金表面进行改性处理成为必要的一步。

本文将就铝合金材料的制备与表面改性方面展开论述。

一、铝合金材料的制备铝合金材料的制备是指将适量的铝、铜、镁、锰、锌等金属原材料按比例混合后,经过制造过程(包括熔炼、铸造、精炼、轧制或挤压、加工处理等环节),最终制成具有一定机械性能和特殊用途的金属材料。

1、铸造制备铸造是将铝合金熔体注入铸模中,经冷却固化后制备铝合金材料的一种方法。

该方法可广泛应用于构件制造,但其精度不高、表面不光滑等弊端限制了其在精密机械领域的使用。

2、挤压制备铝合金经过挤压成形制备的方法可获得较高的成形精度和表面质量。

这是因为挤压时,铝合金在压力下经过模拟成形,能够保持成品的网状晶粒,但由于工艺复杂,价格较高,因此并不适用于一般制造业。

3、粉末冶金制备粉末冶金制备法是利用现代化学物理技术,通过机械力学处理精细铝合金粉末,将其压制成形并进行烧结、热变形等后工序制备而成的一种成型技术。

该方法能够制备出各种机械零件,但其内部结构和性能较单一,也不适用于特殊高强度要求,且价格较高。

二、铝合金材料表面改性铝合金表面改性主要是通过在表面形成一层薄膜,从而增加铝合金材料的抗腐蚀、耐磨、维护等的特色性能,提高其寿命和实际应用性能。

铝合金表面改性技术广泛应用于汽车制造、机械加工、空气动力学、海洋采油等领域。

1、阳极氧化阳极氧化是铝合金表面改性处理的一种常用技术。

其作用是将铝表面氧化成微孔状纳米氧化铝膜,形成极高的耐磨和抗腐蚀性能,并可形成各种颜色,以满足不同需求,广泛用于电子、装饰、机械零件等方面。

2、化学沉积化学沉积法是通过将铝合金表面渲染酸性溶液,控制沉积铝、钴、铜等金属的离子,从而形成一层铜合金薄膜的表面改性方法。

铝合金材料的改性与加工研究

铝合金材料的改性与加工研究铝合金作为一种重要的工业材料,其在航空、汽车、建筑等领域具有广泛的应用。

然而,铝合金在实际应用中也存在一些问题,如强度不足、耐腐蚀性能差等,因此需要进行改性研究来提高其性能。

同时,铝合金的加工也面临一些具体挑战,在此需要对其加工技术进行深入研究。

本文将围绕铝合金的改性与加工两个方面进行讨论。

改性研究1、合金元素铝合金的改性首要手段便是加入合适的合金元素。

通常情况下,铜、镁、锰、锌等元素均可以用于改善铝合金的性能。

例如,适量加入铜元素可大幅度提高铝合金的屈服强度和抗拉强度,但也会降低其冷加工性能。

适量加入锰元素可提高铝合金的硬度和强度,同时降低其切削性能。

适量加入锌元素可提高锻造性能和塑性变形能力等。

2、热处理热处理是一种改善铝合金性能的常见手段。

对于非热处理强化的铝合金材料,可以通过加热使其晶粒长大,从而提高其塑性;同时也可以通过加热和淬火等手段提高其强度。

对于热处理强化的铝合金材料,可以通过适当调整热处理工艺参数,如温度和持续时间等,来达到最佳的强化效果。

3、表面处理铝合金表面处理可通过电化学氧化、阳极氧化和喷涂等方式来改善其耐腐蚀和耐磨性能。

电化学氧化常用于工业上对铝合金表面进行氧化处理,形成一层厚度为几微米至几十微米的氧化膜,不仅美观,而且耐腐蚀性和硬度都得到了提高。

阳极氧化技术则可以通过调整电解液的成分和工艺参数来得到不同颜色和厚度的氧化膜。

铝合金材料的喷涂则可以通过表面覆盖一层具备防腐、防磨等性能的涂层来改善其性能。

加工研究1、脱脂铝合金材料的加工脱脂铝合金材料是铝合金中使用较广泛的一种材料,其加工性能也备受关注。

脱脂铝材料的冷轧性能较好,但晶粒细小,塑性较弱,难以在常温下形成大变形。

因此,通常需要进行预热后加工,同时还可采取加热压铸、拉伸铸造、挤压等方式来改善其加工性能。

2、铝合金的挤压加工挤压是铝合金制造中最为常见的加工方式之一,它可以通过加热、冷挤压和热挤压来制备出各种形状的铝合金制品。

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激光表面改性工艺及性能研究摘要:钛及钛合金密度小,比强度高,具有良好的耐蚀性、疲劳抗力,广泛应用于航天、航空、国防、汽车、医疗等领域。

然而,钛合金摩擦系数高、对粘着磨损和微动磨损非常敏感、耐磨性差及高温抗氧化性差等缺点,制约了它的应用。

在保持钛合金固有性能优点的条件下,激光表面改性是从根本上解决钛合金表面性能较差这一缺陷的有效、经济、灵活且具有较强可设计性的方法之一。

本文运用CO2激光,在Ti6A14V钛合金表面进行激光表面改性,直接在Ti6A14V钛合金表面制得了具有优异耐磨性能和抗高温氧化性能,并与Ti6A14V钛合金基体之间呈现牢固冶金结合的复合材料涂层。

首先,为确保激光表面改性的顺利进行,研制了激光表面改性专用的同轴保护送粉装置,并探索了适合该同轴保护送粉装置的工艺参数,获得较高的粉末利用率和较好的保护效果。

其次,设计了激光表面改性材料体系。

根据Ti6A14 V钛合金和激光表面改性的特点,设计出激光熔覆Ni-Ni基合金梯度涂层、激光熔覆Mo-Ni基合金梯度涂层、激光表面原位生成TiC涂层和激光表面原位生成TiC+TiB:涂层四类材料体系。

再次,研制了激光表面改性工艺。

分别研制出各种材料体系对应的激光工艺参数,制得激光表面改性层,着重研究了不同工艺参数对激光熔覆Ni-Ni基合金梯度涂层的影响,探索最佳工艺参数。

对激光表面改性涂层进行了微观分析,从表面至基体测试了显微硬度,发现涂层组织呈快速凝固特征,硬度梯度明显,有效地改善了涂层的应力分布状况。

最后,研究了激光表面改性涂层的摩擦学性能和抗高温氧化性能。

研究发现,激光表面改性能够大大地提高了Ti6A14V钛合金的耐磨性能和抗高温氧化性能。

关键词:Ti6A14V钛合金,激光表面改性,微观组织,硬度梯度,耐磨性,抗高温氧化性AbstractTitanium alloys are used widely in aviation, national defence, automobile, medicine and other fields because of their advantages in lower density, excellent corrosion resistance, and good fatigue resistance etc. However, their high friction coefficient, high sensitivity to adhesive wear and fretting wear, as well as their weak resistance to wear and bad resistance to high temperature oxidation restricts the application of titanium alloys. Laser surface modification technique can change these surface defects of titanium alloys under the condition of keeping the virtues of titanium alloy substrate. For the reason, laser surface modification is one of effective, economic, appropriate and designable methods.In this paper, surfaces of Ti6A14V alloy were modified by CO2 laser. Special composite metallurgy coatings, which have excellent wear resistance and high temperature oxidation resistance, were obtained directly on the surfaces of Ti6A14V alloy. Furthermore, the coatings showed good metallic combination with the substrate of titanium alloy.In order to carry out the laser surface modification process successfully, a coaxial powder feed nozzle with gas protection was designed at first. Through investigations of suitable technical parameters of the coaxial powder feed nozzle with gas protection, a higher duty factor of powder and better protection effect was obtained.Moreover, based on properties of the Ti6A14V alloy and characteristics of the laser surface modification, four types of coating were designed: laser cladding Ni-Ni base alloy gradient coating, laser cladding Mo-Ni base alloy gradient coating, laser surface in-suit formed TiC coating and laser surface in-suit formed TiC+TiB2 coating.Furthermore, the suitable technical parameters of laser surface modification for each type of coating above-mentioned were established. Influences of different technical parameters to the laser cladding Ni-Ni base alloy gradient coating had been investigated emphatically and the most suitable technical parameters had been obtained. By means of SEM and micro-hardness tester, microstructure of the coatings was investigated, and micro-hardness was measured. The results showed that the coatings appeared representative characteristics of quick solidification, the micro-hardness appeared gradient character clearly from deep substrate to surface and the stress distribution was improved effectively.At last, tribological characteristics and characteristics of high temperature oxidation resistance were tested. The results showed that laser surface modification could increase wear resistance and high temperature oxidation resistance of Ti6A14V alloy.Key words: Ti6A14V alloy; laser surface modification;crostructure; hardness gradient; wear resistance; high temperature oxidation resistance1钛合金表面改性技术钛合金具有许多优异的性能,应用面越来越广,对其存在的表面性能较差的状况,也已引起越来越多工程技术人员的高度重视,并开发了多种工艺技术以解决这一问题。

但这些方法不同程度地存在一些不足,影响了它们的应用范围。

目前,钛合金常用的表面强化方法主要有以下几种:1.1离子注入离子注入是将注入元素离子化后,在电场中获得高能量,强行注入材料表面,从而改变其性能。

钛合金表面主要的注入离子有N十、C十、Pb+等。

离子注入最大的特点是原子与基材间呈原子级混合,不会出现剥落等现象;同时,离子注入可在常温下进行,工件不会发生变形。

但是,因离子注入能量的制约,强化层很浅,一般不超过1µm,这对该技术的应用带来许多限制。

1.2离子渗氮离子渗氮是钛合金表面改性的一种较好工艺。

通过4h左右的离子渗氮处理,可在钛材表面获得一层0.2一0.3的渗氮层,表面硬度可达1000HV以上。

钛合金离子渗氮层硬度高、抗疲劳性能好,但离子渗氮处理温度较高,一般都超过了800℃,因而工件的变形在所难免,对薄壁件、长杆件和大型件较难实施。

1.3双层辉光离子渗金属双层辉光离子渗金属是利用离子轰击的原理,将一种或多种金属元素渗入工件表层的工艺技术,通过2一4h的处理,可获得.005nnn以上的合金化层,有效地提高钛合金表面的耐磨、耐蚀及疲劳性能。

但是,由于金属元素向内扩散的需要,双层辉光离子渗金属处理必须在830一1000℃的高温下进行,必然会引起工件变形,而较薄的合金化层,不可能留出后续机加工的余量;其次,受渗入元素在钛基体中溶解度的影响,合金成分的设计受到限制,从而影响性能的进一步提高;另外,双层辉光离子渗金属处理的金属元素来源于金属靶(源极),加工过程中存在明显的视线效应,对形状较复杂的工件难以做到所有面均匀强化,对内孔还会产生空心阴极效应,使工件过热。

1.4热喷涂采用适当的合金体系,应用现代热喷涂技术,也可以实现钛合金的表面改性处理。

该方法操作较简单,改性层的厚度调节范围宽,容易实现多种合金的搭配,但由于表面扫L械科学研究院硕l:研究生学位论文第一章绪论覆层与基体的结合强度相对较低,不易形成具有较高结合力的冶金结合,因而影响了它的疲劳性能。

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