一、High temperature sliding wear behaviors of ion plating TiN composite coating with ion nitriding as interlayer on hot work die steel（论文文献综述）
王迪[1]（2021）在《Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究》文中进行了进一步梳理冲蚀磨损是工程领域中常见的磨损方式之一,当固体颗粒物质被气流夹带并冲击部件表面时会发生冲蚀磨损。随着科技的进步,特别是航空航天等国家重大工程领域的发展,传统材料已难以满足高温、高速、冲蚀磨损等多因素耦合的服役要求。利用现代表面处理技术在精密部件上制备防护涂层是一种行之有效且节能的方法。国外已将利用物理气相沉积（PVD）技术制备抗冲蚀涂层应用于航空发动机压气机部件。但我国在这方面相对较为落后,特别是涂层冲蚀失效行为和机理研究不系统。针对以上问题,本文利用脉冲电磁+强永磁复合磁场电弧离子镀技术在钛合金表面制备Cr基多元多层抗冲蚀涂层。系统研究了复合磁场对涂层中大颗粒的影响规律,涂层（单层/多层）的微观结构对残余应力、抗冲蚀性等主要性能的影响;深入探讨了单层/多层涂层的断裂失效机理;获得了高温环境下多层涂层的演变规律。主要研究结果如下:（1）通过对复合磁场中电磁场参数的调控,获得了弧斑的运动范围及运动速度规律,建立了电磁场参数与涂层结构、性能之间的内在联系。研究发现,在中等强度电压（25 V）和较高的电磁频率（16.7 Hz）时,CrAlN涂层表面大颗粒占比最少（约6.09%）,粗糙度最小（Ra 0.136 μm）。此时涂层的硬度（2072.34 Hv）、结合力（41.5 N）、摩擦磨损（摩擦系数约为0.35,磨损率为2.77×10-6 mm3·N-1·m-1）和抗冲蚀（30°的冲蚀速率约为0.17μm/g,90°条件下约为1μm/g）性能均达到最佳。分析了 CrAlN涂层的冲蚀断裂形貌,发现涂层为典型的脆性断裂机制,且涂层中大颗粒的尺寸和数量对性能有较大的负面影响。（2）设计并制备了金属软层/氮化物硬层交替系统的CrAl/CrAN微纳米多层结构涂层。该涂层中每一周期由层状CrAl层（25 nm厚）、3 nm柱宽的细柱状CrAl层（25 nm厚）和20 nm柱宽的粗柱状CrAlN层（150 nm厚）组成。与单层结构的CrN和CrAlN涂层对比发现,多层涂层具有更高的结合力（46.2 N）,断裂韧性（8.7MPa·m1/2）,最小的残余应力（-0.932 GPa）和多攻角条件下均较小的冲蚀速率,综合表现为抗冲蚀性能良好。但随着沉积周期（膜厚）的增加,CrAl/CrAlN多层涂层的表面颗粒增多,粗糙度和残余应力增大。当膜厚增至约8μm时出现崩碎现象,难以制备8 μm以上级别的厚涂层。（3）基于强韧性和内应力调控的设计理念,以多攻角固体粒子冲蚀作用下涂层的耐磨性需求及防护为基本要求,设计并制备了每周期200 nm,总厚度8μm的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层。揭示了 Cr/CrN与Cr/CrAlN不同调制比对涂层的微观组织结构、力学性能和抗冲蚀性能的影响规律。发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层均具有较高的硬度（3000 HV以上）,良好的膜基结合强度,调制比为1:2时结合力最高可达54.6 N,压痕等级可达HF1级。涂层相比于钛合金基体的抗冲蚀性能在30°和90°条件下分别提高8倍和5倍。利用有限元模拟的方法研究了涂层受砂砾冲蚀断裂的内在原因主要是CrAlN层下表面处的高拉伸应力集中,同时发现调制比1:2和1:3的涂层具有更好的吸收应力的能力。分析了涂层中裂纹扩展形貌和断裂微区结构变化,发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制以脆性断裂为主。另外,基于多层结构间不同界面对裂纹尖端的影响,分析了涂层中裂纹的传播/终止机制,裂纹易从硬质相层（氮化物层）传播进入软相层（金属层）,而在软相层中消耗大量能量,终止或偏转于下一软硬界面。说明金属中间层提供了良好的抑制裂纹扩展和协调变形的能力,从而提高了涂层的脆断抵抗能力。最终获得LCr/CrN:LCr/CrAlN调制比为1:2的多层涂层具有最优的抗冲蚀性能。（4）采用调制比为1:2的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层工艺制备了 12 μm的厚涂层,在300℃、500℃、700℃和900℃下分别进行热循环疲劳试验,探究了高温环境下涂层微观组织结构的演变与其力学和冲蚀性能之间的内在关联。随着热循环温度的升高,在900℃热循环后涂层表面出现变色、起皱现象,同时在边缘区域发生剥落。分析其相结构及微观形貌变化,发现此时氮化物相消失,并且出现Cr2O3和A12O3相,揭示了涂层开裂失效的主要原因是在高温环境下产生的热膨胀失配应力和富Cr氧化物的生长应力。热循环后的涂层硬度和结合力均随热循环温度的升高而降低,抗冲蚀性能变差。热循环温度700℃以内的涂层在30°和90°条件下,抗冲蚀性约为钛合金基体的6倍和4倍以上,说明此时能够保持良好的冲蚀防护性能,但温度达到900℃后涂层已完全失效,无防护效果。对涂层在常温、300℃、500℃、700℃的摩擦磨损性能研究发现,摩擦系数随着温度的升高而降低,磨损率随着温度的升高而升高。这是由于在高温条件下,涂层表面发生氧化转变,Cr2O3能够起到类似“润滑剂”的作用。但随着温度的升高,涂层逐渐软化,磨痕区域发生了氧化磨损。最终可以确定本试验所制备的12μm厚Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层有效使用温度≤700℃。
郑洁[2]（2016）在《离子氮碳共渗-AlCrN复合涂层制备工艺及力学性能研究》文中提出利用多弧离子镀（Arc ion plating,AIP）技术,在T10钢和SKD11模具钢上经过氮碳共渗处理后镀上AlCr N纳米多层膜。通过控制氮碳共渗层的结构、改变沉积AlCrN涂层时的温度和粘结层氮气偏压得到不同工艺条件下的样品,通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜研究了涂层相结构和横截面组织,利用划痕仪、维氏硬度计、摩擦磨损仪对涂层结合力、硬度、摩擦性能等力学性能进行测试。研究结果如下:（1）在T10钢基体上利用离子氮碳共渗技术,制备氮碳共渗层后再镀上AlCrN涂层,得到氮碳共渗-AlCr N复合涂层。氮碳共渗层的存在为AlCrN涂层与基体之间提供了良好的过渡层。与未经氮碳共渗预处理的AlCrN单一涂层相比,复合涂层的结合力上升10N,摩擦系数从0.6下降到0.4。（2）在不同的沉积温度和不同状态的SKD11模具钢上沉积AlCrN涂层,随着沉积温度的升高,复合涂层的组织变得致密。在350℃、400℃、450℃下沉积涂层的效率分别为0.533μm/h、0.587μm/h、0.674μm/h。在相同的沉积温度下,复合涂层的耐磨性比单一AlCrN涂层提升了34倍。（3）在有无氮碳共渗层SKD11模具钢上,改变沉积粘结层时的氮气偏压,分别在0.8 Pa、2 Pa和3 Pa的氮气偏压下沉积AlCrN涂层。在复合涂层中,随着氮气偏压的增加在粘结层中形成了{200}Cr N的择优取向,结合力从48 N提升到65 N,上升的结合力对硬度和耐磨性能的提升是有帮助的。
蔡盼盼[3]（2016）在《H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究》文中认为PN-PVD复合处理,兼具离子渗氮技术（PN）和物理气相沉积技术（PVD）双重优势,已被广泛应用于模具钢、关键零部件表面强化（或强韧化）处理。研究的重点在于对复合涂层的结构设计,尤其渗氮化合物层对复合涂层综合性能的影响方面,不仅要聚焦于复合涂层的界面附着性和残余应力改善方面、更有必要对其微观作用机理进行研究。本文采用电弧等离子辅助渗氮（Arc Plasma Assisted Nitriding Technology）技术与先进等离子辅助电弧蒸发（Advanced Plasma Assisted Arc,APA-Arc）技术在H13钢基体上制备了一系列（Ti,Al）N复合涂层,系统地研究了渗氮层和复合涂层的组织结构与力学性能,对复合处理提高界面结合力微观机理进行探讨,为新型的复合涂层技术提供了理论基础和技术支持。主要结果如下:采用电弧等离子辅助渗氮技术对H13钢进行渗氮处理,探讨了四种不同预处理状态（抛光态、砂纸研磨态、砂轮研磨态、喷砂态）以及三种不同氮氢流量比（N2:H2=50:25、38:38、25:50）对渗氮层的影响规律,试验结果表明:渗氮层组织为含氮马氏体、少量氮化物ε-Fe3N,渗氮表面硬度均大于1100HV0.1,脆性等级1-2级。渗氮后表面粗糙度与接触角增加,抗粘附能力提高。表面砂纸研磨与砂轮研磨,轻微的形变以及较小的残余应力促进了氮原子的扩散,获得渗氮层厚度达40-45μm,提高渗氮速度。不同氮氢流量比渗氮结果表明,适当增加氢气流量,可提高渗氮速度,减少化合物层的产生。N2:H2=25:50时获得渗氮层厚度40-45μm,化合物层厚度0-0.3μm,渗氮层的韧性最好。在抛光态H13钢上APA-Arc沉积Al0.55Ti0.45N单一硬质涂层、不同等离子渗氮层（氮氢流量比不同）上APA-Arc沉积PN-PVD Al0.55Ti0.45N硬质涂层。结果表明:与渗氮相比,PN-PVD复合处理提高了表面硬度与耐磨性,降低了渗氮层的表面粗糙度。与单一涂层相比,PN-PVD复合涂层摩擦系数稳定,无突变区域,具有更好的耐磨性。PN-PVD复合处理提高了结合力,压痕法测得单一涂层结合力等级为HF3-4,复合涂层均为HF1。不同渗氮复合涂层中,无化合物层复合涂层的结合力最好,划痕法测得结合力指标Lc2达58N。复合涂层的界面结合力提高机理在于无化合物渗氮层HPN/EPN（反映弹性应变能力）与涂层Hfilm/Efilm匹配性更佳。选取无化合物渗氮H13钢,采用APA-Arc技术分别沉积PN/TiN、PN/Al0.55Ti0.45N、PN/Al0.67Ti0.33N,探讨TiN基涂层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响。结果表明,三种硬质涂层均为B1-NaCl结构,PN/TiN复合涂层呈（111）、（220）晶面择优取向,柱状晶结构明显。PN/Al0.55Ti0.45N与PN/Al0.67Ti0.33N复合涂层呈（200）晶面择优取向,随着Al的加入,抑制了原子扩散,柱状晶结构不明显。PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层的表面粗糙度最小、接触角最大、较好的表面质量以及较高的抗粘附能力。三种涂层表面纳米硬度分别是24.89GPa、30.17GPa、26.49GPa。摩擦磨损结果表明:PN/TiN与PN/Al0.67Ti0.33N复合涂层磨损表面具有明显的犁沟,PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层磨损表面平整仅覆盖少量磨屑,且具有较好的耐磨性。PN/Al0.55Ti0.45N复合涂层涂层表面质量高、高硬度、高附着性和高耐磨性。
罗洪峰[4]（2014）在《金属的铝液熔蚀—磨损及新型合金铸铁研究》文中提出铝液熔蚀-磨损常见于铝合金熔炼、成形及热浸镀铝生产中，不仅造成部件使用寿命的降低，而且可能会造成铝液的污染，使铝及其合金产品性能的下降，甚至报废。本文采用自制高温金属熔蚀-磨损试验装置研究了不同金属材料在铝液中的熔蚀-磨损特性，提出铝液熔蚀-磨损工况下材料设计原则，在此基础之上，设计制备新型耐铝液熔蚀-磨损合金铸铁并与304不锈钢进行复合。采用750℃×24h静态铝液浸没试验研究了QT350、HT300、高铬铸铁、合金HT、Q235、H13、Cr13、SKH51、W、Mo、Nb、Ta和Zr在铝液中的熔蚀行为。结果表明：Zr因在铝液中熔解度大而完全熔解，其余金属材料与铝液发生互扩散形成金属间化合物。钢铁中碳以石墨形式存在时，具有阻隔铝液腐蚀金属的作用，其效果与石墨形态、大小和分布有关；以碳化物形式存在时，其耐铝液熔蚀性能不如石墨，但远较铁基体优异，对基体具有保护作用。钢铁中石墨或碳化物的数量越多、间隙越小则其耐铝液熔蚀性能越好。难熔金属与铝液形成的金属间化合物和金属基体的结合强度很差，无法起扩散屏障作用，但难熔金属在铝液中的熔解度很小，因而具有优异的耐铝液熔蚀性能。为了研究金属材料在铝液中的熔蚀-磨损行为，研制了高温金属熔蚀-磨损试验机，该设备实现了金属液熔蚀-磨损工况的模拟，并具有金属液用量少、载荷施加准确及摩擦力准确传递与测量的特点，为研究材料在熔融金属中的熔蚀-磨损机理，开发新型耐高温金属液熔蚀-磨损材料提供了技术支持。采用自制高温金属熔蚀-磨损试验装置研究了QT350、HT300、高铬铸铁、Q235、H13、Cr13、SKH51、W、Mo在750℃铝液中的熔蚀-磨损行为。结果表明：金属材料在铝液中熔蚀-磨损所形成的金属间化合物的相组成与其在铝液中的熔蚀所形成的金属间化合物的相组成相同。由于铝液熔蚀形成的脆硬金属间化合物在摩擦磨损的切削作用下与金属基体分离形成磨粒对金属基体产生犁削，金属材料在铝液中的磨损机制以磨粒磨损为主。熔蚀-磨损交互作用量占熔蚀-磨损总量的比例均在95%以上，熔蚀与磨损的交互作用造成材料损伤急剧增大。在金属材料铝液熔蚀-磨损行为研究基础上，提出了铝液熔蚀-磨损工况下材料设计原则：以铸铁为基体，加入足够数量的碳化物形成元素如Cr、W，以在基体中获得具有较好耐铝液熔蚀性能并在熔蚀-磨损过程中起支撑作用的高硬度碳化物，此外，加入少量其它合金元素如Mo、V等改善材料的组织与性能。在铝液熔蚀-磨损工况下材料设计原则提出的基础上，以高铬铸铁为基体，添加W、Mo、V、B合金元素，成功研制一种新型耐铝液熔蚀-磨损合金铸铁。结果表明：与H13钢相比，新型合金铸铁耐铝液熔蚀性能提升3倍以上，耐铝液熔蚀-磨损性能提升12倍以上。为使新型合金铸铁可用于大尺寸部件的制备，利用瞬时液相扩散连接成功制得304不锈钢/新型合金铸铁复合材料。研究了连接温度、保温时间及连接压力对接头组织和力学性能的影响。当连接温度为1080℃，连接压力为6MPa，保温时间为6min时，获得了具有良好组织和力学性能的接头，接头的拉伸强度超过新型合金铸铁的拉伸强度，剪切强度达317.5MPa。
张亚龙[5]（2014）在《车轮平衡块温塑性成形模具磨损失效分析及控制》文中提出通常在金属的温热塑性成形中，由于模具工作环境比较恶劣，在高温、重载、强冲击等情况下，温挤压模具的寿命相对较短。模具的主要失效形式为磨损失效、断裂失效和塑性变形失效。本文结合上海某汽车配件公司的生产实际，对磨损失效的车轮平衡块温镦挤模具进行失效分析，模具材料为H13热作模具钢。本文论述了温塑性成形模具磨损失效分析的研究现状以及模具的磨损失效类型和常见的磨损机理。对CAE分析在金属塑性成形中的应用和H13模具钢表面改性的研究现状做了简要的介绍。根据磨损失效模具的宏观形貌、高温摩擦磨损试验和模具表面XRD的检测结果，确定了模具的磨损机理是粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损和氧化热磨损的交互作用，其中粘着磨损和疲劳磨损占主导地位。对失效的模具从模具合金元素含量、模具硬度、显微组织和碳化物大小及分布等方面进行了材料分析，推断出模具的加工及热处理过程基本合理。对模具工作的工况条件对磨损的影响进行了分析。采用DEFORM-3D软件对模具初始温度，毛坯温度，模具硬度，上模运行速度进行了分析和参数优化。模具硬度通过激光表面淬火进行改变，同时对经不同激光参数表面淬火的模具材料进行了显微硬度和硬化深度测试，微观组织观测分析，高温耐磨性测试，并与未经处理的模具材料进行了对比。发现强化层晶粒细化和超细化，强化深度可达0.8mm左右，强化区平均硬度提高25%左右，耐磨性提高3倍左右。光斑搭接量选20%比较合适。根据试验结果选择了较为合适的激光表面淬火参数。对模具易磨损易测量部位进行局部激光表面淬火，并按照经优化的模具工作参数进行实际生产。根据相同生产量情况下模具磨损量的对比，发现经激光表面淬火的模具的耐磨性能得到了明显的提高。
邱孟柯[6]（2013）在《40Cr钢离子氮化与离子镀TiN复合涂层处理的抗苜蓿草粉磨料磨损试验研究》文中指出本文作者通过优化工艺参数，考察了制备工艺对薄膜结构与性能的影响，并进一步在橡胶轮磨料磨损实验机上考察了40Cr钢基体上离子氮化与离子镀TiN复合涂层在苜蓿草粉软磨料下的摩擦学特性。采用划痕法测定了涂层的结合力，利用XRD分析了涂层的相结构，应用扫描电子显微镜观察分析了涂层磨损表面形貌和磨损机理，并与单一TiN涂层、单一离子氮化层的在植物软磨料磨损环境下的摩擦学性能进行了比较。（1）综合分析各项性能指标，结果表明40Cr钢基体离子氮化和多弧离子镀TiN复合涂层的最佳工艺参数为如下，氮化工艺为：渗氮温度570℃；渗氮时间2h；渗氮电压700V；氮气和氢气体积流量比为1:1。TiN薄膜的沉积条件：（1）柱弧电流：110A；（2）脉冲偏压：-500V；（3）占空比：40%；（4）沉积温度：160℃；（5）N2与Ar流量：Ar为20，N2为160（ml·min-1）。（2）离子氮化过渡层能显着提高TiN涂层的硬度和膜基结合力并且能改善薄膜的韧性。（3）苜蓿草粉磨料在受到强制压缩时，局部会形成一种硬质“不可压缩团”，这种硬质颗粒对于样品表面的嵌入能力会随着样品表面硬度的增加而降低，硬质薄膜能有效地限制硬质颗粒对于基体的嵌入和切削，从而提高耐磨性。（4）离子氮化与离子镀TiN复合涂层在植物软磨料下的磨损机制，既包括硬质颗粒磨料条件下的显微切削磨损，也包括软磨料条件下的多次塑性变形和低周期疲劳磨损。（5）单一TiN涂层和单一渗氮涂层在植物软磨料下的耐磨性相对于复合涂层比较差，其磨损机制主要表现为硬质颗粒磨料条件下的犁削磨损和脆性剥落，以及软磨料条件下的塑性变形。
尤凯[7]（2013）在《4Cr13不锈钢Nb改性层摩擦磨损及高温氧化性能研究》文中进行了进一步梳理4Cr13马氏体不锈钢因其具有一定的硬度、耐腐蚀性及抗高温氧化性能,通常应用于油泵、阀门轴承、医疗器械、弹簧等零件。但这类钢的耐磨性与一般高强度合金钢相比仍然存在较大的差距,并且当环境温度超过900℃以上时氧化较为严重,从而大大限制了这类钢在摩擦磨损及高温环境中的使用和发展。本课题采用双辉等离子表面冶金技术对4Cr13马氏体不锈钢表面进行等离子渗Nb处理,通过研究等离子合金化温度对Nb合金层表面形貌、成分、相组成及硬度的影响,对合金层形成机制进行了研究,同时分析了不锈钢渗Nb前后的摩擦磨损性能和抗高温氧化性能,并对其摩擦磨损和高温氧化机理进行了探讨。研究结果表明：（1）采用双辉等离子表面冶金技术可在4Cr13不锈钢表面制备组织均匀致密并与基体冶金结合的Nb合金层,合金层主要由Nb2C、NbC、Fe2Nb、 Cr2Nb及Nb组成。不锈钢经900℃、950℃和1000℃渗Nb后形成的表面合金层厚度分别为7μm、13μm和7μm,并且表面粗糙度随着渗Nb温度增加而增加。渗Nb温度的升高对应Nb靶和试样电压的增加,即在增加合金化元素Nb的溅射量及扩散速度的同时,试样表面反溅射作用也随之增强,Nb元素在试样表面的吸附量与反溅射之间相互作用导致在不同温度形成的合金层组织有所不同。（2）4Crl3不锈钢渗Nb后表面硬度较基材有明显提高。1000℃渗Nb后表面硬度高达约985HV0.025,900℃和950℃渗Nb后试样表面硬度约758HV0.025和698HV0.025,比基体硬度增加了390HV0.025以上。Nb碳化物的形成是表面硬度提高的主要因素。（3）4Cr13不锈钢经不同温度渗Nb后的摩擦系数均在0.35-0.6之间,而基体的摩擦系数为0.8左右；900℃、950℃和1000℃渗Nb试样的比磨损率分别为基材的1/14、1/2和1/60,表现出良好的耐磨和减摩性能。合金层中硬质碳化物的析出以及摩擦过程中产生的氧化物所起的固体润滑作用是渗Nb合金层减摩的主要原因,而合金层中碳化物的弥散强化和第二相强化使其耐磨性显着提高。（4）4Cr13不锈钢渗Nb后在900℃空气中的抗高温氧化性能较未处理基材有所提高。900℃、950℃和1000℃渗Nb试样氧化100h后的增重分别是15.32mg·cm-2、16.32mg·cm-2和7.53mg·cm-2,较基材增重（19.60mg·cm-2）均有所减少。渗Nb不锈钢形成的氧化膜表面平整,组织均匀。900℃和950℃渗Nb试样表面氧化膜由Fe2O3表层/Fe-Nb混合氧化物/FeO·Cr2O3/Cr氧化物组成。1000℃渗Nb试样表面氧化膜为Fe2O3+FeNbO4+（Fe0.6Cr0.4）2O3+Cr混合氧化物。Nb-Fe二元氧化物和氧化膜与基体交界处形成稳定的富Cr氧化物层阻止Fe离子向外层的扩散以及O离子向基体的迁移,提高了渗Nb不锈钢的抗高温氧化能力。
李振[8]（2013）在《TiN复合涂层与（Ti,Cr）N三元涂层的制备与性能研究》文中研究说明本文利用电弧离子镀技术在H13和W6基体上制备了TiN、离子氮化+TiN、Ni-W+TiN和（Ti,Cr）N四种涂层。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDX）、硬度计、划痕仪及X射线衍射仪（XRD）对四种涂层的表面形貌、截面形貌、成分分布、硬度、结合力及相结构等进行了观察检测。利用磨损试验机对四种涂层的抗滑动摩擦性能进行了测试。用电化学工作站对TiN及其复合涂层在3.5%NaCl，（Ti,Cr）N涂层在3.5%NaCl和0.5M的H2SO4中的耐蚀性进行了研究。利用箱式电阻炉对（Ti,Cr）N涂层在500-800℃的抗氧化性进行了测试并分析了其氧化机理。得到的结论主要有：（1）采用电刷镀技术与离子镀膜技术复合，离子氮化技术与离子镀膜技术复合成功制备了致密的和高结合力的TiN，Ni-W+TiN，PN+TiN复合涂层和（Ti，Cr）N涂层。TiN及（Ti，Cr）N涂层相结构均为NaCl型的fcc结构。复合涂层可改善涂层的硬度分布并提高结合力，获得较大的硬化区间。（Ti，Cr）N涂层的硬度及结合力要高于TiN涂层。（2）TiN复合涂层和（Ti，Cr）N涂层均可较好的提高基体的耐磨性。且复合涂层和（Ti，Cr）N涂层的耐磨性都要好于TiN涂层。涂层的磨损机理主要是磨粒磨损和少量的疲劳磨损。（3）在NaCl溶液中，涂层的耐蚀性相较于基体均有了很大提高，没有钝化现象的发生，涂层主要起到机械阻挡的作用，其腐蚀机理主要是小孔腐蚀。复合涂层和（Ti，Cr）N涂层的耐蚀性都好于TiN涂层，这主要是由于TiN涂层表面的缺陷较多，而复合涂层由于过渡层的存在，（Ti，Cr）N涂层由于Cr原子的加入，可以减少涂层的孔洞及针孔等缺陷，使涂层的结构更致密，所以耐腐蚀性能得到提高。在H2SO4溶液中，基体和（Ti，Cr）N涂层均发生了钝化现象，但涂层的击破电位相比于基体提高了200mv，维钝电流相当于基体的1/6—1/17，耐蚀性有了很大的提高。（4）（Ti，Cr）N涂层在750℃以下有较好的抗氧化性，到800℃时涂层失去保护作用。（Ti,Cr）N涂层可形成一种双氧化层结构，即最外层为以TiO2为主的氧化物层，内层为以Cr2O3为主的氧化物层，可以有效的抑制O原子的向内扩散和Cr原子的向外扩散，从而使涂层具有较好的抗氧化性。
吴晶[9]（2012）在《耐铝液腐蚀—磨损金属材料的筛选及其试验设备的研制》文中进行了进一步梳理铝工业中在熔炼、成形（铸造）及热浸镀生产等特殊条件下使用的坩埚、充液料筒、模具、夹具等零部件往往面临着高温熔融铝液的腐蚀、高温磨损等多种失效模式的共同作用，在工业生产中造成高温金属液污染、熔炼容器腐蚀穿孔破裂以及金属成型模具表面粘连等一系列失效问题。现有的试验机多为功能单一的磨损或腐蚀试验机，无法模拟材料在熔融铝液中同时承受腐蚀和磨损的行为，所得实验结果参考价值低，对材料在铝液中的腐蚀-磨损机理的实验研究和耐铝液腐蚀-磨损新材料的研发产生严重制约作用。为此，本文研制了一种新型高温金属腐蚀-磨损试验机，然后在初选的金属材料的耐铝液腐蚀实验结果指导下，综合考虑后优选了一些耐铝液腐蚀性能较好的材料，利用研制的试验机进行了优选材料在铝液中的腐蚀-磨损实验。主要的结论如下：（1）研制了新型的高温金属腐蚀-磨损试验机，解决了现有的试验机存在的一些问题。该试验机结构简单，操作方便，可模拟材料在熔融金属中同时承受腐蚀和磨损的行为，可测量材料在熔融金属中进行腐蚀-磨损实验时的摩擦力。（2）通过腐蚀表面形貌、界面组织形貌分析，结合浸蚀24h后的材料的体积腐蚀速率，对不同金属材料在750℃铝液中的耐腐蚀性能进行了测定。初选的实验材料按耐铝液腐蚀性能由劣到优的顺序依次为QT350、Cr13、H13、Q235、高Cr铸铁、低合金HT、HHD、HT300、T-4241、M2、W9、钽、钼、钨、铌。（3）对优选金属材料与96Al2O3陶瓷组成的摩擦副进行在空气中的干磨损和铝液中腐蚀-磨损实验，实验结果表明：钨的耐铝液腐蚀-磨损性能最好，实际工业中应用最广泛的材料H13钢在实验工况条件下耐铝液腐蚀-磨损性能最差；腐蚀-磨损实验过程中都发生了磨粒磨损，腐蚀-磨损表面均有裂纹的产生，腐蚀-磨损过程中腐蚀和磨损两种失效形式具有“同时性”、“交替性”和“协同性”的特征，腐蚀、磨损的交互作用是造成材料损伤急剧增大的主要原因。
张海军[10]（2011）在《硬质镀层的热磨损和热疲劳性能研究》文中研究说明硬质陶瓷镀层以其高硬度、高耐蚀性、抗高温氧化性在许多领域得到广泛应用。TiCN镀层以其高硬度和优异的化学与热稳定性得到发展。关于TiCN镀层磨损机理的研究大多涉及该镀层与其它硬质镀层在不同温度条件下的摩擦学性能比较,深入探究TiCN镀层不同温度下磨损各个阶段的摩擦磨损规律的文献较少。研究和阐明不同温度条件下,TiCN镀层磨损不同阶段的摩擦系数变化规律和磨损机理,对进一步提高该类镀层的综合摩擦学性能具有重要的工程意义。另外,表面处理技术应用到压铸模具以提高其热疲劳抗力的研究较为广泛,其中,离子氮化、各种陶瓷镀层及氮化加镀膜复合处理等是当前的研究热点。深入研究不同表面处理技术对压铸模具热疲劳性能的影响机理,以及针对不同工作条件下的压铸模具,优化各种表面处理工艺,具有重要意义。本文采用Tandem 350型化学气相沉积（CVD）系统设备在M42高速钢上制备了TiN/TiC/TiCN多层镀层；采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀、LDMC-100F系列辉光离子氮化炉,分别对H13进行了CrAIN、CrTiAlN镀膜,三种不同氮化工艺的离子氮化,及氮化加CrAlN的复合处理；并通过SEM、EDX和XRD等手段,检测镀层的成分、表面截面形貌和相结构。同时,采用洛氏硬度计和附着力自动划痕仪及高温销盘磨损试验机等设备检测镀层的结合强度、摩擦系数及磨损率,并探讨了镀层的磨损机理。采用自行设计的热疲劳试验机对不同表面处理后的H]3试样进行热疲劳性能测试,通过金相显微镜对裂纹形貌进行观察。论文主要结论有：].用化学气相沉积（CVD）技术在高速钢基体上沉积制备的TiCN/TiN/TiC多层结构镀层结合强度优异；磨损试验结果表明,室温、高温下,镀层摩擦系数的变化规律差别很大。高温条件下,由于镀层中的TiC相和基体发生软化,使得镀层硬度下降,这是导致高温与室温条件下摩擦系数差别很大的主要原因。摩擦氧化物层的形成和压溃碾碎的动态过程是否达到平衡状态是高温和室温下摩擦系数能否达到稳定的内在因素。2.氮化处理和镀膜各自对H13试样热疲劳性能的提高有限,仅无白亮层的氮化对试样的热疲劳抗力有所提高；镀膜后试样表面的裂纹密度有所下降,最大裂纹深度较H13试样要深；氮化加镀膜复合处理后,表面裂纹密度更低,裂纹扩展较深。3.氮化后再镀膜的复合处理试样,其结合力要高于单纯镀膜的试样；氮化后去掉白亮层的复合处理试样其结合力要高于氮化后未去掉白亮层的复合处理试样。
二、High temperature sliding wear behaviors of ion plating TiN composite coating with ion nitriding as interlayer on hot work die steel（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、High temperature sliding wear behaviors of ion plating TiN composite coating with ion nitriding as interlayer on hot work die steel（论文提纲范文）
（1）Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体颗粒冲蚀简介 |
| 1.2.1 固体颗粒冲蚀机理 |
| 1.2.2 影响固体颗粒冲蚀的因素 |
| 1.2.3 固体颗粒冲蚀防护方法 |
| 1.3 抗冲蚀磨损涂层的制备方法 |
| 1.3.1 电镀涂覆技术 |
| 1.3.2 热喷涂技术 |
| 1.3.3 激光表面熔覆技术 |
| 1.3.4 化学气相沉积技术 |
| 1.3.5 物理气相沉积技术 |
| 1.4 抗冲蚀涂层的材料体系与结构设计 |
| 1.4.1 抗冲蚀涂层的材料体系 |
| 1.4.2 抗冲蚀涂层的结构设计 |
| 1.5 抗冲蚀涂层的国内外研究、应用现状及存在的问题 |
| 1.5.1 国外抗冲蚀涂层研究和应用现状 |
| 1.5.2 国内抗冲蚀涂层的研究现状 |
| 1.5.3 抗冲蚀涂层研究存在的问题 |
| 1.6 论文选题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 2 实验设备与方法 |
| 2.1 实验材料及前处理 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 试样尺寸 |
| 2.1.3 试样前处理 |
| 2.2 设备简介及工艺流程 |
| 2.2.1 电弧离子镀设备简介 |
| 2.2.2 涂层结构设计及沉积工艺 |
| 2.3 涂层的组织与结构分析 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.3 X射线物相分析(XRD) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4 涂层的性能表征 |
| 2.4.1 膜基结合力 |
| 2.4.2 硬度与弹性模量 |
| 2.4.3 残余应力 |
| 2.4.4 摩擦磨损性能 |
| 2.4.5 冲蚀性能 |
| 2.4.7 热循环疲劳性能 |
| 2.5 计算机软件与数据处理 |
| 3 CrAlN单层涂层的制备及其结构与性能 |
| 3.1 复合磁场电弧离子镀的设计与构建 |
| 3.2 电磁电压对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.2.1 电磁电压对靶面放电的影响 |
| 3.2.2 电磁电压对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.2.3 电磁电压对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.2.4 电磁电压对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.2.5 电磁电压对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.2.6 电磁电压对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.3 电磁频率对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.3.1 电磁频率对靶面放电的影响 |
| 3.3.2 电磁频率对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.3.3 电磁频率对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.3.4 电磁频率对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.3.5 电磁频率对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.6 电磁频率对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CrAl/CrAlN梯度多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 4.1 CrAl/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 4.1.1 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 4.1.2 CrAl/CrAlN涂层的沉积机理及其对残余应力的影响 |
| 4.1.3 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的力学性能 |
| 4.1.4 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 4.1.5 CrAl/CrAlN涂层的冲蚀机理 |
| 4.2 厚度对CrAl/CrAlN多层涂层的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 5.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 5.1.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 5.1.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的力学性能 |
| 5.1.3 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 5.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的热循环疲劳及高温摩擦学性能研究 |
| 6.1 涂层的热循环疲劳性能研究 |
| 6.1.1 涂层热循环后的微观结构及相组成 |
| 6.1.2 涂层热循环后的力学性能 |
| 6.1.3 涂层热循环后的冲蚀性能 |
| 6.2 涂层的高温摩擦学性能研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（2）离子氮碳共渗-AlCrN复合涂层制备工艺及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 氮碳共渗 |
| 1.1.1 Fe-N状态图 |
| 1.1.2 氮化层组织及其变化 |
| 1.2 离子氮碳共渗 |
| 1.2.1 离子氮碳共渗原理 |
| 1.2.2 离子氮碳共渗目前研究现状 |
| 1.2.3 离子氮碳共渗存在问题和解决方法 |
| 1.3 多弧离子镀与硬质膜概述 |
| 1.3.1 多弧离子镀 |
| 1.3.2 硬质膜的研究现状 |
| 1.3.3 AlCrN涂层的研究现状 |
| 1.3.4 PVD涂层存在的问题与解决方案 |
| 1.4 离子氮碳共渗-PVD复合涂层的设计与应用 |
| 1.5 论文研究的背景意义和内容 |
| 第二章 实验内容与方法 |
| 2.1 实验材料及工艺 |
| 2.2 离子氮碳共渗样品制备及工艺 |
| 2.2.1 离子氮碳共渗前样品制备 |
| 2.2.2 离子氮碳共渗的工艺 |
| 2.3 涂层的制备方法 |
| 2.3.1 制膜前材料的预处理 |
| 2.3.2 制膜设备 |
| 2.3.3 制膜工艺 |
| 2.4 涂层微观组织与性能表征 |
| 2.4.1 涂层微观结构分析 |
| 2.4.2 涂层力学性能分析 |
| 第三章 T10钢氮碳共渗对AlCrN涂层组织性能的影响 |
| 3.1 组织结构分析 |
| 3.1.1XRD物相分析 |
| 3.1.2 横截面SEM组织分析 |
| 3.2 力学性能分析 |
| 3.2.1 结合力测试 |
| 3.2.2 维氏硬度试验 |
| 3.2.3 摩擦性能的试验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 沉积温度对氮碳共渗-AlCrN复合涂层组织及性能的影响 |
| 4.1 组织结构分析 |
| 4.1.1XRD物相分析 |
| 4.1.2 横截面组织分析 |
| 4.2 力学性能分析 |
| 4.2.1 结合力测试 |
| 4.2.2 纳米压痕试验 |
| 4.2.3 维氏硬度 |
| 4.2.4 摩擦磨损试验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 粘结层氮气偏压对复合涂层组织及性能的影响 |
| 5.1 组织结构分析 |
| 5.1.1XRD相结构分析 |
| 5.1.2 横截面显微组织研究 |
| 5.2 机械性能分析 |
| 5.2.1 结合力性能分析 |
| 5.2.2 纳米压痕试验 |
| 5.2.3 摩擦磨损试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
（3）H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 H13钢的概述 |
| 1.3 模具钢表面处理技术 |
| 1.3.1 离子渗氮技术 |
| 1.3.1.1 离子渗氮技术的研究进展 |
| 1.3.1.2 等离子体辅助渗氮技术 |
| 1.3.1.3 氮化层组织与结构 |
| 1.3.2 阴极电弧离子镀技术 |
| 1.4 PN-PVD复合处理技术 |
| 1.4.1 PN-PVD复合处理技术概述 |
| 1.4.2 PN-PVD复合涂层的结合力 |
| 1.4.3 PN-PVD复合涂层的磨损特性 |
| 1.5 氮化物硬质涂层材料 |
| 1.5.1 常见的氮化物涂层 |
| 1.5.2 (Ti, Al)N涂层晶体结构 |
| 1.5.3 (Ti, Al)N涂层国内外研究进展 |
| 1.6 研究目的 |
| 1.7 研究内容 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 基体材料的选取与准备 |
| 2.2 基体材料的表面预处理 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 工艺方案 |
| 2.4.1 不同表面预处理离子渗氮工艺 |
| 2.4.2 不同氮氢流量比离子渗氮工艺 |
| 2.4.3 PN-PVD复合处理工艺 |
| 2.4.4 工艺路线 |
| 2.5 分析测试方法简介 |
| 2.5.1 表面与截面形貌分析 |
| 2.5.2 表面粗糙度与接触角测试 |
| 2.5.3 电子探针分析 |
| 2.5.4 硬度测试 |
| 2.5.5 物相结构分析 |
| 2.5.6 结合强度测试 |
| 2.5.7 摩擦磨损性能测试 |
| 第三章 H13钢表面电弧等离子体辅助渗氮的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面预处理对H13钢电弧等离子体辅助渗氮速度的影响 |
| 3.2.1 试样制备 |
| 3.2.2 渗氮层的微观组织与性能分析 |
| 3.2.2.1 表面形貌分析 |
| 3.2.2.2 渗氮层显微组织分析 |
| 3.2.2.3 渗氮层成分与相结构 |
| 3.2.2.4 渗氮层硬度分析 |
| 3.2.2.5 渗氮层脆性等级评价 |
| 3.2.2.6 表面接触角分析 |
| 3.3 氮氢比对H13钢电弧等离子体辅助渗氮层质量的影响 |
| 3.3.1 试样制备 |
| 3.3.2 渗氮层的微观组织与性能分析 |
| 3.3.2.1 渗氮层的显微组织与相结构 |
| 3.3.2.2 表面形貌分析 |
| 3.3.2.3 表面粗糙度与接触角 |
| 3.3.2.4 渗氮层截面元素与硬度分布 |
| 3.3.2.5 渗氮层洛氏压痕测试 |
| 3.3.2.6 渗氮层脆性等级评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同等离子渗氮层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样制备 |
| 4.3 单一涂层与复合涂层的微观组织与性能分析 |
| 4.3.1 表面形貌分析 |
| 4.3.2 相结构与成分分析 |
| 4.3.3 膜/基界面微观结构与元素分析 |
| 4.3.4 膜/基界面结合强度分析 |
| 4.3.5 硬度与摩擦磨损性能分析 |
| 4.4 复合处理提高结合力机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同TiN基涂层对H13钢表面PN-PVD复合涂层性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试样制备 |
| 5.3 复合涂层的微观结构与性能分析 |
| 5.3.1 表面形貌分析 |
| 5.3.2 成分与相结构分析 |
| 5.3.3 膜/基界面微观结构与元素分析 |
| 5.3.4 膜/基界面结合强度分析 |
| 5.3.5 硬度与弹性模量 |
| 5.3.6 摩擦磨损性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）金属的铝液熔蚀—磨损及新型合金铸铁研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 材料在铝液中的失效 |
| 1.1.1 金属在铝液中的熔蚀 |
| 1.1.2 陶瓷在铝液中的熔蚀 |
| 1.1.3 表面涂层在铝液中的失效 |
| 1.2 耐铝液熔蚀材料 |
| 1.2.1 整体耐铝液熔蚀材料 |
| 1.2.2 表面处理工艺 |
| 1.3 课题的提出 |
| 1.3.1 选题的意义 |
| 1.3.2 主要研究内容和拟解决的关键问题 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.3.4 课题来源 |
| 第二章 金属材料在铝液中的熔蚀行为 |
| 2.1 试验材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法 |
| 2.2 试验结果与分析 |
| 2.2.1 铸铁在铝液中的熔蚀行为 |
| 2.2.2 钢在铝液中的熔蚀行为 |
| 2.2.3 难熔金属在铝液中的熔蚀行为 |
| 2.2.4 金属钨在铝液中熔蚀的反应动力学 |
| 2.2.5 铝液熔蚀条件下金属材料的选择 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 金属材料在铝液中的熔蚀-磨损行为 |
| 3.1 试验材料与方法 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 试验材料 |
| 3.1.3 试验方法 |
| 3.2 试验结果与分析 |
| 3.2.1 熔蚀-磨损产物 |
| 3.2.2 表面磨损形貌 |
| 3.2.3 摩擦系数 |
| 3.2.4 熔蚀-磨损速率 |
| 3.2.5 熔蚀-磨损交互作用 |
| 3.2.6 铝液熔蚀-磨损过程解析 |
| 3.2.7 铝液熔蚀-磨损模型 |
| 3.2.8 铝液熔蚀-磨损条件下金属材料的选择 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 新型耐铝液熔蚀-磨损合金铸铁的研制 |
| 4.1 铝液熔蚀-磨损工况下材料成分设计原则 |
| 4.2 制备工艺 |
| 4.3 试验内容和方法 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 铝液熔蚀试验 |
| 4.4.2 铝液熔蚀-磨损试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 新型耐铝液熔蚀-磨损材料复合工艺研究 |
| 5.1 复合工艺的选择 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 工艺参数选择 |
| 5.2.3 实验方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 连接温度对 304 不锈钢/新型合金铸铁 TLP 接头组织性能的影响 |
| 5.3.2 保温时间对 304 不锈钢/新型合金铸铁 TLP 接头组织性能的影响 |
| 5.3.3 连接压力对 304 不锈钢/新型合金铸铁 TLP 接头组织性能的影响 |
| 5.3.4 304 不锈钢/新型合金铸铁 TLP 连接工艺参数优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）车轮平衡块温塑性成形模具磨损失效分析及控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.1.1 选题的背景 |
| 1.1.2 选题的意义 |
| 1.2 H13 钢模具磨损失效分析的研究概况 |
| 1.3 常见的磨损失效类型及磨损机理 |
| 1.3.1 磨损失效的类型 |
| 1.3.2 磨损失效的机理 |
| 1.4 H13 模具钢表面改性的研究概况 |
| 1.4.1 H13 模具钢表面改性的措施 |
| 1.4.2 国内外 H13 模具钢表面改性研究概况 |
| 1.5 本文的重点研究内容 |
| 第二章 车轮平衡块温塑性成形模具的磨损失效分析 |
| 2.1 失效模具的磨损机理分析 |
| 2.1.1 失效模具宏观形貌观察分析 |
| 2.1.2 模具磨损面 XRD 检测 |
| 2.1.3 模具材料的高温摩擦磨损试验 |
| 2.2 模具材料分析 |
| 2.2.1 模具合金元素含量检测 |
| 2.2.3 模具显微组织分析 |
| 2.2.4 碳化物大小及分布情况检测 |
| 2.2.5 硬度检测 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于 CAE 分析的有关模具参数的优化 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 所用润滑剂摩擦系数的测定 |
| 3.3 上模下行速度的优化 |
| 3.4 模具初始温度优化 |
| 3.5 毛坯温度优化 |
| 3.6 模具硬度优化 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 H13 钢激光表面淬火 |
| 4.1 激光表面淬火机理和发展优势 |
| 4.2 激光淬火试验 |
| 4.2.1 H13 钢激光表面淬火试验方案 |
| 4.2.2 激光工艺参数区间选择 |
| 4.2.3 激光工艺参数优化 |
| 4.3 最优激光参数验证及处理区材料分析 |
| 4.3.1 显微组织观察分析 |
| 4.3.2 显微硬度及强化深度测试 |
| 4.3.3 高温耐磨性对比试验 |
| 4.4 最优光斑搭接率确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 研究结果在生产中的检验 |
| 5.1 研究结果检验 |
| 5.1.1 模具局部表面强化 |
| 5.1.2 按优化的工艺参数生产 |
| 5.1.3 模具耐磨性对比 |
| 5.2 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）40Cr钢离子氮化与离子镀TiN复合涂层处理的抗苜蓿草粉磨料磨损试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Summary |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 软磨料对硬质薄膜磨损的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 氮化物薄膜的研究进展 |
| 1.4 物理气相沉积（PVD） |
| 1.4.1 物理气相沉积概述 |
| 1.4.2 物理气相沉积的分类 |
| 1.4.3 多弧离子镀 |
| 1.5 离子氮化 |
| 1.5.1 离子氮化理论 |
| 1.5.2 离子氮化的主要特点 |
| 1.6 复合涂层 |
| 1.6.1 复合涂层的概念、分层结构及各分层的功能 |
| 1.6.2 “渗氮/PVD”复合涂层的性能 |
| 1.6.3 “渗氮/PVD”复合涂层的失效与强化机制 |
| 1.7 课题的主要研究内容及意义 |
| 1.7.1 课题的研究内容 |
| 1.7.2 课题的研究意义 |
| 第二章 实验设备与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 离子渗氮 |
| 2.2.2 多弧离子镀 TiN 薄膜 |
| 2.2.3 摩擦磨损试验机 |
| 2.3 表征手段 |
| 2.3.1 组织成分与表面形貌 |
| 2.3.2 硬度 |
| 2.3.3 膜基结合力 |
| 2.3.4 耐磨性 |
| 第三章 离子渗氮与离子镀 TIN 复合涂层的工艺研究 |
| 3.1 离子氮化工艺研究 |
| 3.1.1 氮氢比对氮化层组织的影响 |
| 3.1.2 氮化温度对氮化层组织的影响 |
| 3.1.3 氮化时间对氮化层组织的影响 |
| 3.2 离子氮化后多弧离子镀 TIN 薄膜的工艺研究 |
| 3.2.1 氮气流量对薄膜性能的影响 |
| 3.2.2 柱弧电流对薄膜性能的影响 |
| 3.2.3 基体偏压对薄膜性能的影响 |
| 3.2.4 沉积温度对薄膜性能的影响 |
| 第四章 TIN 复合涂层的软磨料摩擦磨损实验 |
| 4.1 磨料磨损 |
| 4.1.1 磨料磨损的概念 |
| 4.1.2 磨料磨损的分类 |
| 4.1.3 磨料磨损的机理 |
| 4.2 基体试样 |
| 4.2.1 基体试样的分配 |
| 4.2.2 基体试样的尺寸 |
| 4.3 基体试样的热处理工艺 |
| 4.3.1 40Cr 钢的热处理工艺 |
| 4.3.2 40Cr 钢的离子渗氮工艺 |
| 4.4 离子氮化与离子镀 TIN 复合涂层 |
| 4.5 苜蓿软磨料摩擦磨损对比实验 |
| 4.5.1 实验方法与设计 |
| 4.5.2 TiN 复合涂层与单一涂层的结合力与耐磨性对比分析 |
| 4.5.3 TiN 复合涂层与单一涂层的磨损表面对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 研究总结 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
（7）4Cr13不锈钢Nb改性层摩擦磨损及高温氧化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 马氏体不锈钢 |
| 1.1.1 不锈钢简介和分类 |
| 1.1.2 马氏体不锈钢 |
| 1.1.3 马氏体不锈钢表面处理方法 |
| 1.2 Nb在铁基材料中的应用 |
| 1.2.1 Nb作为微合金化元素的特点 |
| 1.2.2 Nb微合金在钢铁材料中的发展和应用、 |
| 1.3 双辉等离子表面冶金技术 |
| 1.3.1 双辉等离子表面冶金原理和特点 |
| 1.3.2 双辉等离子表面冶金技术研究现状与发展 |
| 1.4 课题的提出 |
| 1.4.1 选题的背景及意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验设备和方法 |
| 2.1 双辉等离子渗Nb试验 |
| 2.1.1 试验设备与装置 |
| 2.1.2 试验材料 |
| 2.1.3 试验方案 |
| 2.2 摩擦磨损试验 |
| 2.2.1 金属材料的磨擦磨损行为 |
| 2.2.2 金属材料摩擦磨损性能评价 |
| 2.2.3 试验设备与过程 |
| 2.3 高温氧化试验 |
| 2.4 检测项目及仪器 |
| 第三章 双辉等离子渗Nb优化工艺研究 |
| 3.1 温度对表面粗糙度的影响 |
| 3.2 温度对渗Nb合金层组织的影响 |
| 3.3 温度对渗Nb合金层相组成的影响 |
| 3.4 渗Nb合金层形成机理 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 4Cr13不锈钢渗Nb合金层表面硬度及摩擦磨损性能 |
| 4.1 表面显微硬度 |
| 4.2 摩擦系数 |
| 4.3 磨痕形貌及成分分析 |
| 4.3.1 4Cr13基材磨痕形貌及成分分析 |
| 4.3.2 渗Nb改性层磨痕形貌及成分分析 |
| 4.4 比磨损率 |
| 4.5 摩擦磨损机理分析 |
| 4.5.1 4Cr13不锈钢基材摩擦磨损机理 |
| 4.5.2 渗Nb试样摩擦磨损机理 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 4Cr13不锈钢渗Nb合金层高温氧化行为 |
| 5.1 氧化动力曲线 |
| 5.2 表面形貌及成分分析 |
| 5.3 表面相组成 |
| 5.4 截面形貌及EDS成分 |
| 5.5 高温氧化机理 |
| 5.5.1 氧化热力学分析 |
| 5.5.2 氧化膜形成机理 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（8）TiN复合涂层与（Ti,Cr）N三元涂层的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 硬质薄膜的制备方法 |
| 1.3 电弧离子镀 |
| 1.4 氮化物薄膜的研究及发展趋势 |
| 1.5 本论文的研究目标及研究内容 |
| 第2章 涂层制备及性能检测方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.3 涂层的显微结构及力学性能分析 |
| 2.4 涂层的摩擦磨损性能 |
| 2.5 涂层的腐蚀性能 |
| 2.6 涂层的抗高温氧化性 |
| 第3章 涂层的结构及力学性能分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 涂层的表面及截面形貌分析 |
| 3.3 涂层的相结构分析 |
| 3.4 涂层的显微硬度及结合力测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TiN 及其复合涂层的磨损和腐蚀性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 TiN 及其复合涂层的磨损性能研究 |
| 4.3 TiN 及其复合涂层的腐蚀性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ti，CrN 涂层的磨损性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 涂层的磨损性能 |
| 5.3 涂层的磨损形貌 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Ti，CrN 涂层的耐蚀性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 Ti,CrN 涂层在 NaCl 溶液中的耐蚀性 |
| 6.3 Ti,CrN 涂层在稀的 H_2SO_4溶液中的耐蚀性 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 Ti,CrN 涂层的抗氧化性研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 氧化动力学曲线分析 |
| 7.3 Ti,CrN 涂层的氧化形貌及 XRD 分析 |
| 7.4 Ti,CrN 涂层的氧化机理分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文目录 |
（9）耐铝液腐蚀—磨损金属材料的筛选及其试验设备的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 耐铝液腐蚀材料研究现状 |
| 1.2.1 整体耐铝液腐蚀材料 |
| 1.2.2 表面处理材料 |
| 1.3 高温金属腐蚀-磨损试验设备的研究现状 |
| 1.3.1 销盘式腐蚀-磨损试验机 |
| 1.3.2 环块式腐蚀-磨损试验机 |
| 1.4 耐铝液腐蚀-磨损材料的研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 1.6 课题来源 |
| 第二章 高温金属腐蚀-磨损试验机的研制 |
| 2.1 试验机总体设计 |
| 2.2 加载系统的设计 |
| 2.2.1 加载方式的选择 |
| 2.2.2 加载杆的设计 |
| 2.3 主轴传动系统的设计 |
| 2.3.1 主轴系部件的初始方案 |
| 2.3.2 主轴系部件的改进方案 |
| 2.4 摩擦力测量系统的设计 |
| 2.4.1 摩擦力测量原理 |
| 2.4.2 压力传感器的选择 |
| 2.4.3 试样的紧固件设计 |
| 2.5 坩埚电阻炉系统 |
| 2.6 测控系统的设计 |
| 2.6.1 测控系统硬件的配置 |
| 2.6.2 测控系统软件设计 |
| 2.7 试验机工作流程及主要技术参数 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 金属材料的耐铝液腐蚀性能研究 |
| 3.1 实验材料及方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 金属材料在铝液中腐蚀后的表面形貌 |
| 3.2.2 金属材料在铝液中腐蚀后的组织形貌 |
| 3.2.3 金属材料在铝液中的腐蚀速率对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 耐铝液腐蚀-磨损金属材料的筛选 |
| 4.1 实验材料及方法 |
| 4.1.1 实验摩擦副材料 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 H1 的腐蚀-磨损特性 |
| 4.2.2 钨、钼的腐蚀-磨损特性 |
| 4.2.3 M2、W9`的腐蚀-磨损特性 |
| 4.2.4 腐蚀-磨损的交互作用 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）硬质镀层的热磨损和热疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热作模具钢 |
| 1.2 H13钢的工作条件及其失效形式 |
| 1.3 表面工程在热作模具钢H13上的应用研究现状 |
| 1.3.1 渗氮技术 |
| 1.3.2 镀层技术 |
| 1.4 Ti-N系耐热镀层 |
| 1.5 磨损的机理 |
| 1.5.1 磨损的概念 |
| 1.5.2 磨损机理 |
| 1.5.3 影响材料耐磨性的因素 |
| 1.5.4 提高材料耐磨性的途径 |
| 1.6 闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术 |
| 1.6.1 基本原理 |
| 1.6.2 技术的发展 |
| 1.6.3 技术的优缺点 |
| 1.7 本课题的研究目的和意义 |
| 1.8 本课题的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 基体材料的预处理 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 制备工艺 |
| 2.4.1 CrAlN和CrTiAlN镀层制备 |
| 2.4.2 离子氮化 |
| 2.4.3 氮化加镀层的制备 |
| 2.4.4 TiCN/TiC/TiN镀层制备 |
| 2.5 检测方法 |
| 2.5.1 结合力的测定 |
| 2.5.2 显微硬度的测定 |
| 2.5.3 镀层形貌、微观结构的测定 |
| 2.5.4 镀层磨损性能的测试 |
| 2.5.5 热疲劳性能的测试 |
| 第三章 不同温度下TiCN/TiC/TiN硬质镀层的摩擦学行为研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验内容和方法 |
| 3.3 磨损率的计算 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.4.1 TiCN/TiC/TiN镀层硬度、膜基结合强度 |
| 3.4.2 TiCN/TiC/TiN镀层在不同温度下的摩擦系数 |
| 3.4.3 TiCN/TiC/TiN镀层在不同温度下的比磨损率 |
| 3.4.4 不同温度下镀层的XRD结果 |
| 3.4.5 TiCN/TiC/TiN镀层在室温和高温下的磨损机理 |
| 3.5 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 表面处理对H13热作模具钢热疲劳性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 热疲劳裂纹形成机理 |
| 4.3.1 热疲劳概述 |
| 4.3.2 热作模具钢热疲劳裂纹产生机理 |
| 4.3.3 热疲劳裂纹的萌生和扩展机理 |
| 4.3.4 热作模具钢热疲劳性能影响因素 |
| 4.4 试验结果与分析 |
| 4.4.1 氮化对热作模具钢H13热疲劳性能的影响 |
| 4.4.2 镀膜对热作模具钢H13热疲劳性能的影响 |
| 4.4.3 氮化加镀膜复合处理对H13热作模具钢热疲劳性能的影响 |
| 4.4.4 氮化及复合处理后裂纹的扩展机理 |
| 4.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 复合处理对镀层结合力的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.3 影响覆盖层与基体结合力的因素 |
| 5.4 试验结果与分析 |
| 5.4.1 镀层的结合强度 |
| 5.4.2 分析与讨论 |
| 5.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
四、High temperature sliding wear behaviors of ion plating TiN composite coating with ion nitriding as interlayer on hot work die steel（论文参考文献）
- [1]Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究[D]. 王迪. 西安理工大学, 2021
- [2]离子氮碳共渗-AlCrN复合涂层制备工艺及力学性能研究[D]. 郑洁. 安徽工业大学, 2016(03)
- [3]H13钢表面PN-PVD复合处理工艺及其性能研究[D]. 蔡盼盼. 华南理工大学, 2016(02)
- [4]金属的铝液熔蚀—磨损及新型合金铸铁研究[D]. 罗洪峰. 华南理工大学, 2014(11)
- [5]车轮平衡块温塑性成形模具磨损失效分析及控制[D]. 张亚龙. 上海工程技术大学, 2014(07)
- [6]40Cr钢离子氮化与离子镀TiN复合涂层处理的抗苜蓿草粉磨料磨损试验研究[D]. 邱孟柯. 甘肃农业大学, 2013(06)
- [7]4Cr13不锈钢Nb改性层摩擦磨损及高温氧化性能研究[D]. 尤凯. 太原理工大学, 2013(03)
- [8]TiN复合涂层与（Ti,Cr）N三元涂层的制备与性能研究[D]. 李振. 华中科技大学, 2013(06)
- [9]耐铝液腐蚀—磨损金属材料的筛选及其试验设备的研制[D]. 吴晶. 华南理工大学, 2012(01)
- [10]硬质镀层的热磨损和热疲劳性能研究[D]. 张海军. 太原理工大学, 2011(08)