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激光增材制造金刚石工具的研究现状与展望
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作者 杜全斌 王蕾 +5 位作者 赵伟伟 董光 李昂 方占江 闵志宇 李莹 《金属加工(热加工)》 2025年第3期17-29,共13页
金刚石拥有极高的硬度和优良的耐磨性,由其作为磨粒制作的金刚石工具在硬脆难加工材料的高效、精密加工方面具有不可替代的作用。然而,随着新型硬脆材料的推广应用及现代精密加工需求的不断提高,亟需开发形状复杂化、结构精细化和性能... 金刚石拥有极高的硬度和优良的耐磨性,由其作为磨粒制作的金刚石工具在硬脆难加工材料的高效、精密加工方面具有不可替代的作用。然而,随着新型硬脆材料的推广应用及现代精密加工需求的不断提高,亟需开发形状复杂化、结构精细化和性能高端化的金刚石工具。与传统制造技术相比,激光增材制造技术从原理上突破传统工具的结构设计和制造模式,可实现复杂形状、微小尺寸、超薄厚度金刚石工具的精密成形,受到国内外研究者的高度关注。检索了对近几年国内外有关激光增材制造金刚石工具的文献报道,综述了金属基金刚石工具、树脂基金刚石工具的激光增材制造技术与工艺,最后指出激光增材制造金刚石工具研究现状存在的不足,同时展望了未来研究方向,为激光增材制造金刚石工具的研究和应用提供参考,推动超硬材料工具制造技术的革新与发展。 展开更多
关键词 增材制造 金刚石工具 金属结合剂 树脂结合剂 激光选区熔化
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Ti_(3)AlC_(2)构建梯度界面对Cu-20Sn-10Ti合金钎料钎焊金刚石磨粒磨削性能的影响
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作者 崔冰 江涛 +2 位作者 赵卫星 傅玉灿 杜全斌 《机械工程学报》 北大核心 2025年第4期156-166,共11页
为了研究梯度界面对Cu基钎料钎焊金刚石试样耐磨性和界面结合强度的影响,使用不同Ti_(3)AlC_(2)含量的陶瓷颗粒对Cu基钎料进行改性,并进行金刚石磨粒的钎焊。使用电子扫描显微镜和能谱仪对钎焊试样金刚石磨粒的微观形貌和界面结构进行... 为了研究梯度界面对Cu基钎料钎焊金刚石试样耐磨性和界面结合强度的影响,使用不同Ti_(3)AlC_(2)含量的陶瓷颗粒对Cu基钎料进行改性,并进行金刚石磨粒的钎焊。使用电子扫描显微镜和能谱仪对钎焊试样金刚石磨粒的微观形貌和界面结构进行研究。使用高精度摩擦磨损试验仪对钎焊试样的耐磨性进行了研究。最后使用ANSYS有限元分析软件研究单界面层和梯度界面对金刚石磨粒和钎料层应力分布的影响。结果表明,Ti_(3)AlC_(2)分解生成TiC,减弱了钎焊材料中活性元素Ti与金刚石磨粒之间的剧烈反应,从而降低了金刚石磨粒的热损伤,而活性较强的Al原子与金刚石磨粒反应生成Al_(4)C_(3)界面层。Ti_(3)AlC_(2)最佳添加含量为3%时,钎焊试样的耐磨性最佳,磨削系数最低,瓷砖的去除率提高了34%。梯度界面对降低钎料层应力的效果更佳明显。 展开更多
关键词 Ti_(3)AlC_(2) 耐磨性 梯度界面 力学性能 应力
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焊后处理对Q690钢CGHAZ组织及硬度的影响
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作者 杜全斌 秦磊 +1 位作者 张肇伟 张卫伟 《农机使用与维修》 2020年第2期27-29,共3页
采用干冰急冷、自然冷却和250℃×2 h低温回火三种方式对焊接接头进行焊后处理。通过光学显微镜、显微硬度试验,研究三种焊后处理对Q690钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织及硬度的影响。结果表明:当焊后处理由干冰急冷向自然冷却、25... 采用干冰急冷、自然冷却和250℃×2 h低温回火三种方式对焊接接头进行焊后处理。通过光学显微镜、显微硬度试验,研究三种焊后处理对Q690钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织及硬度的影响。结果表明:当焊后处理由干冰急冷向自然冷却、250℃×2 h回火改变时,CGHAZ显微组织由以板条马氏体为主改变为板条贝氏体为主,并有少量粒状贝氏体产生。焊后处理对焊缝显微硬度影响较大,对CGHAZ的显微硬度影响程度较小,自然冷却和250℃×2 h回火,可避免焊缝形成淬硬组织,缓解焊缝区的应力状态。 展开更多
关键词 Q690钢 热影响区 显微组织 显微硬度
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Si调控Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的演变行为
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作者 张黎燕 杜全斌 +5 位作者 毛望军 崔冰 李昂 王蕾 纠永涛 梁杰 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第3期309-318,共10页
为通过成分调控改善Cu-Sn-Ti钎料的显微组织及性能,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及EDS能谱分析等设备,研究了Si对Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的影响规律。结果表明:Cu-20Sn-15Ti钎料的显微组织为大尺寸多边形状CuSn_(3)Ti_(5)... 为通过成分调控改善Cu-Sn-Ti钎料的显微组织及性能,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及EDS能谱分析等设备,研究了Si对Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的影响规律。结果表明:Cu-20Sn-15Ti钎料的显微组织为大尺寸多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相、共晶组织和α-Cu相。添加少量的Si(质量分数≤2.0%)可细化钎料中多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相,并生成小尺寸Si_(3)Ti_(5)相,较多的Si(质量分数≥3.0%)会造成多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相分化离散、共晶组织粗化减少,Si_(3)Ti_(5)相含量增加且粗化,当Si含量增至5.0%时,钎料不再生成多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相和共晶组织,Ti主要用于生成Ti_(5)Si_(3)相,显微组织主要为Ti_(5)Si_(3)相、α-Cu相、Cu41Sn11相和少量条状CuSn_(3)Ti_(5)相;与Cu、Sn相比,Si与Ti具有更强的化学亲和力,Si优先与Ti反应生成Ti_(5)Si_(3)相;Ti_(5)Si_(3)相的三维组织形貌为棱柱状,且呈团聚附生特征,粗条状Ti_(5)Si_(3)相具有中心或侧面孔洞缺陷,孔洞的形成主要与其生长机制有关;随着Si含量的增加,钎料的剪切强度呈“升高-降低-升高”的趋势,断口形貌由准解理断裂和解理断裂的混合形态向解理断裂转变;CuSn_(3)Ti_(5)相易破碎开裂成为起裂源,不同粗大状态CuSn_(3)Ti_(5)相的存在均在一定程度上恶化钎料剪切强度。 展开更多
关键词 Cu-Sn-Ti钎料 金刚石 显微组织 CuSn_(3)Ti_(5)相
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Sn对Cu-Sn-Ti钎料显微组织与性能的影响 被引量:1
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作者 杜全斌 张黎燕 +2 位作者 李昂 崔冰 黄俊兰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期89-97,I0008,共10页
为揭示Sn调控Cu-Sn-Ti钎料显微组织与力学性能的规律,采用真空非自耗熔炼法制备Cu-Sn-Ti钎料,利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、万能材料试验机等,研究了Sn对Cu-Sn-Ti钎料的显微组织、显微硬度、剪切强度及断口形貌的影响.结果表明,... 为揭示Sn调控Cu-Sn-Ti钎料显微组织与力学性能的规律,采用真空非自耗熔炼法制备Cu-Sn-Ti钎料,利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、万能材料试验机等,研究了Sn对Cu-Sn-Ti钎料的显微组织、显微硬度、剪切强度及断口形貌的影响.结果表明,钎料显微组织随Sn含量增加而演变的规律为:枝晶状初生α-Cu基体相+共晶组织+晶间组织→初生α-Cu基体相+共晶组织→共晶组织→初生CuSn_(3)Ti_(5)相+粗化共晶组织+α-Cu基体相(富Sn)+Cu_(41)Sn_(11)相+SnTi_(3)相,其中晶间组织为α-Cu相和CuSn_(3)Ti_(5)相的混合组织+少量的(SnTi_(3)+CuTi相+Cu_(3)Ti相).随着Sn含量的增加,钎料显微硬度呈先增大后减小的趋势,钎料剪切强度呈逐渐减小的趋势,断口形貌由准解理断裂向解理断裂+准解理断裂的混合形态转变.增加Sn含量促使钎料形成粗化的CuSn_(3)Ti_(5)相和共晶组织是导致钎料剪切强度下降的主要原因. 展开更多
关键词 Cu-Sn-Ti钎料 显微组织 剪切强度 显微硬度
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金刚石热损伤抑制技术研究现状
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作者 张建华 李昂 +5 位作者 胡婷婷 杜全斌 崔冰 张黎燕 王蕾 毛望军 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第5期563-574,共12页
金刚石工具制备过程中的金刚石热损伤主要包括金刚石的石墨化、金刚石的破损开裂和金刚石的化学侵蚀等。针对金刚石热损伤问题,分别从金刚石表面镀覆、胎体材料性能调控和成型技术优化3个方面,介绍了目前金刚石热损伤的抑制技术,并对未... 金刚石工具制备过程中的金刚石热损伤主要包括金刚石的石墨化、金刚石的破损开裂和金刚石的化学侵蚀等。针对金刚石热损伤问题,分别从金刚石表面镀覆、胎体材料性能调控和成型技术优化3个方面,介绍了目前金刚石热损伤的抑制技术,并对未来研究方向进行了展望,以期为高性能金刚石工具制备提供参考和指导。 展开更多
关键词 金刚石 金刚石工具制备 热损伤 抑制技术
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阳极钢爪修复技术研究现状 被引量:2
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作者 王蕾 杜全斌 +4 位作者 毛望军 屈龙轩 王星星 张国栋 薛松柏 《轻金属》 北大核心 2022年第8期26-32,共7页
本文检索了近十年阳极钢爪修复技术的相关论文和专利,并详细阐述了阳极钢爪修复新技术的技术原理、实施方案及其优缺点。结果表明,阳极钢爪修复新技术主要为电渣熔铸焊、重熔铸造、圆钢置换、原位自蔓延焊和电弧增材等修复技术,均能实... 本文检索了近十年阳极钢爪修复技术的相关论文和专利,并详细阐述了阳极钢爪修复新技术的技术原理、实施方案及其优缺点。结果表明,阳极钢爪修复新技术主要为电渣熔铸焊、重熔铸造、圆钢置换、原位自蔓延焊和电弧增材等修复技术,均能实现阳极钢爪的全截面修复,解决传统围焊法修复接头压降大的难题;电渣熔铸焊和重熔铸造设备投资大,限制其推广应用;圆钢置换修复的关键在于圆钢棒与残余钢爪的连接方法;原位自蔓延焊效率高,适宜的自蔓延焊剂可获得高质量修复区;电弧增材修复效率高、自动化程度高,修复钢爪强度高、电阻率低,综合修复成本低。 展开更多
关键词 阳极钢爪 电渣熔铸焊 电弧增材 焊接修复
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阳极钢爪技术中国专利分析 被引量:3
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作者 杜全斌 胡崇林 +3 位作者 陈超 王星星 纠永涛 李帅 《轻金属》 北大核心 2020年第10期1-4,共4页
阳极钢爪是预培槽电解工艺阳极组中的重要装置。为使铝电解技术人员直观掌握阳极钢爪技术国内研究现状,检索了阳极钢爪技术的中国专利申请状况,对专利申请类型、专利申请人、专利申请趋势和热点技术领域等进行分析。结果表明,样本库中,... 阳极钢爪是预培槽电解工艺阳极组中的重要装置。为使铝电解技术人员直观掌握阳极钢爪技术国内研究现状,检索了阳极钢爪技术的中国专利申请状况,对专利申请类型、专利申请人、专利申请趋势和热点技术领域等进行分析。结果表明,样本库中,阳极钢爪技术实用新型专利申请占比为61.03%,发明专利申请数量占比为38.97%;企业是阳极钢爪技术专利的主要申请人,在阳极钢爪技术上具有一定的技术优势;阳极钢爪制造技术、保护技术和焊接修复技术是阳极钢爪技术中三个热点技术。 展开更多
关键词 阳极钢爪 铝电解 专利分析 焊接修复
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Ni、Mn元素对AgCuZn钎料润湿特性的影响 被引量:6
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作者 杜全斌 张黎燕 +1 位作者 龙伟民 王星星 《热加工工艺》 北大核心 2021年第15期141-144,148,共5页
为揭示Ag CuZn钎料的润湿铺展特性,研究了Ni、Mn元素对Ag CuZn钎料在201不锈钢表面润湿特性的影响。结果表明,Y1(BAg45CuZn)、Y2(BAg40CuZnNi)和Y3(BAg49ZnCuMnNi)钎料凝固组织均由灰白色的富Ag相和灰黑色富Cu相组成,Ni、Mn元素可细化... 为揭示Ag CuZn钎料的润湿铺展特性,研究了Ni、Mn元素对Ag CuZn钎料在201不锈钢表面润湿特性的影响。结果表明,Y1(BAg45CuZn)、Y2(BAg40CuZnNi)和Y3(BAg49ZnCuMnNi)钎料凝固组织均由灰白色的富Ag相和灰黑色富Cu相组成,Ni、Mn元素可细化钎料中富Cu相,使界面区富Cu相由断续分布的粗大树枝晶逐渐向断续分布的"痘点状"胞状晶及连续分布的小块胞状晶转变。3种钎料润湿性由好到差依次为:Y3、Y2、Y1,其原因是Ni、Mn元素降低界面富Cu相与试板间的界面张力,随着界面富Cu相由断续向连续状转变,钎料在试板上的润湿性逐渐提高。 展开更多
关键词 润湿角 润湿面积 银基钎料 界面张力
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金刚石表面改性技术研究进展与应用 被引量:2
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作者 杜全斌 张志康 +5 位作者 崔冰 张黎燕 王蕾 李伟 张建华 王英华 《金属加工(热加工)》 2023年第12期1-10,共10页
金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和光电热等特性,广泛应用于磨料磨具、光学器件和电子封装等领域,但金刚石表面惰性强,纳米金刚石分散稳定性差,制约了其应用与推广。金刚石表面改性技术可有效改善金刚石与基体材料间的结合状态,解... 金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和光电热等特性,广泛应用于磨料磨具、光学器件和电子封装等领域,但金刚石表面惰性强,纳米金刚石分散稳定性差,制约了其应用与推广。金刚石表面改性技术可有效改善金刚石与基体材料间的结合状态,解决其表面惰性强、难润湿,界面热阻大、热导率小,以及超细颗粒比表面能大、易团聚等问题,受到国内外研究者的高度关注。检索了近10年来国内外有关金刚石表面改性技术的文献报道,系统综述了金刚石表面改性技术的3种主要方法:金刚石表面金属化改性、金刚石表面氧化物改性和金刚石表面活性剂/偶联剂改性,概述了镀覆工艺、镀层质量、镀层结构、镀后金刚石性能与热损伤,以及镀后金刚石的应用和发展情况,指出金刚石表面改性技术研究目前存在的不足,同时展望未来发展方向,为金刚石表面改性的研究与应用提供参考。 展开更多
关键词 金刚石 表面改性 化学镀 活性剂
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热输入对5052铝合金焊接热影响区软化性能的影响 被引量:3
11
作者 杜全斌 路全彬 +1 位作者 秦磊 张卫伟 《农机使用与维修》 2020年第1期28-30,共3页
本研究采用TIG焊接工艺对冷作硬化态5052薄板铝合金进行焊接,研究热输入对焊接接头力学性能的影响。结果表明:采用TIG焊接5052铝合金时,热影响区出现软化区,软化区原母材变形组织被再结晶组织取代,硬度降低,变形强化效果消失。热输入不... 本研究采用TIG焊接工艺对冷作硬化态5052薄板铝合金进行焊接,研究热输入对焊接接头力学性能的影响。结果表明:采用TIG焊接5052铝合金时,热影响区出现软化区,软化区原母材变形组织被再结晶组织取代,硬度降低,变形强化效果消失。热输入不同,软化区软化及强度损失程度不同,小热输入(小于13 kJ·cm-1)焊接,焊缝成形不良,出现未熔合缺陷;中等热输入(13~17 kJ·cm-1)焊接,焊缝成形良好,母材软化区硬度损失相对较小;过大热输入(大于17 kJ·cm-1)焊接,母材软化区硬度损失严重。 展开更多
关键词 铝合金 焊接接头 热输入 力学性能
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焊后处理对Q690钢接头组织及性能的影响
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作者 杜全斌 张肇伟 +1 位作者 张黎燕 刘春鹏 《煤矿机械》 北大核心 2020年第3期101-103,共3页
为考查不同地域、不同季节焊态下Q690钢焊接接头的组织及性能,采用干冰急冷、自然冷却和250℃×2 h低温回火3种方式对焊接接头进行焊后处理。利用光学显微镜、透射电镜,通过拉伸试验、显微硬度试验及冲击试验,研究了3种焊后处理对Q... 为考查不同地域、不同季节焊态下Q690钢焊接接头的组织及性能,采用干冰急冷、自然冷却和250℃×2 h低温回火3种方式对焊接接头进行焊后处理。利用光学显微镜、透射电镜,通过拉伸试验、显微硬度试验及冲击试验,研究了3种焊后处理对Q690钢接头组织及性能的影响。 展开更多
关键词 Q690钢 显微组织 冲击韧性 抗拉强度
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抗菌性薄膜的微纳制备工艺研究
13
作者 王云飞 李彤瑜 +1 位作者 付毅峰 杨洋 《山东工业技术》 2023年第5期25-28,共4页
针对当前消毒薄膜抑菌效果有待提高,以及制备过程中安全性差、均匀性不容易控制、结合力差的问题。本文研究了制备多功能抗菌薄膜的微纳工艺,工艺包括镀银膜、喷涂TiO_(2)纳米颗粒、镀聚四氟乙烯膜和纳米压印4个步骤。采用金黄色葡萄球... 针对当前消毒薄膜抑菌效果有待提高,以及制备过程中安全性差、均匀性不容易控制、结合力差的问题。本文研究了制备多功能抗菌薄膜的微纳工艺,工艺包括镀银膜、喷涂TiO_(2)纳米颗粒、镀聚四氟乙烯膜和纳米压印4个步骤。采用金黄色葡萄球菌进行抑制菌实验,结果表明,本文制备的抗菌膜的抑菌效果是湿法镀银工艺制备的消毒膜的3.7倍。本研究为人类健康,特别是医疗器械等行业抑菌杀菌膜的生产提供了新产品和新工艺。 展开更多
关键词 抗菌膜 二氧化钛 聚四氟乙烯 化学气相沉积 纳米压印
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Advancement in Tungsten/Molybdenum Alloy Welding Technology
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作者 Wang Xingxing Chu Haoqiang +4 位作者 Xie Xu Pan Kunming Du Quanbin Li Ang Zhang Liyan 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第1期94-108,共15页
Tungsten/molybdenum alloys are widely utilized in the nuclear industry,aerospace and various other fields due to their high melting points and strength characteristics.However,poor sinterability and processability mak... Tungsten/molybdenum alloys are widely utilized in the nuclear industry,aerospace and various other fields due to their high melting points and strength characteristics.However,poor sinterability and processability make it difficult to manufacture largesize or complex-shaped parts.Hence,an in-depth study on the welding technology of tungsten/molybdenum alloys is urgent.An introduction of tungsten/molybdenum alloy welding defects and joining process was provided,along with recent advancements in brazing,spark plasma sintering diffusion bonding,electron beam welding and laser beam welding.The latest progress in alloy doping treatment applied to tungsten/molybdenum alloy dissimilar welding was also discussed,and existing welding problems were pointed out.The development prospects of weldability of tungsten/molybdenum alloy by various joining technologies were forecasted,thereby furnishing a theoretical and practical found. 展开更多
关键词 tungsten alloy molybdenum alloy welding technology MICROSTRUCTURE mechanical properties
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钎焊工艺对钎焊金刚石界面组织和性能的影响
15
作者 崔冰 姜雪 +4 位作者 杜全斌 徐凡 严佩佩 王蕾 张黎燕 《金刚石与磨料磨具工程》 2025年第1期56-66,共11页
采用WC/Cu-Sn-Ti钎料对金刚石进行真空钎焊,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪以及磨削试验等手段,研究钎焊温度和保温时间对钎焊金刚石形貌、界面组织和力学性能的影响。结果表明:金刚石颗粒与WC/Cu-Sn-Ti复合钎焊界面形成的化... 采用WC/Cu-Sn-Ti钎料对金刚石进行真空钎焊,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪以及磨削试验等手段,研究钎焊温度和保温时间对钎焊金刚石形貌、界面组织和力学性能的影响。结果表明:金刚石颗粒与WC/Cu-Sn-Ti复合钎焊界面形成的化合物层均匀连续且致密,且在金刚石颗粒表面形成了薄而连续的层片状TiC和少量W_(2)C相,提高了金刚石与钢基体的结合强度;随着钎焊温度升高及保温时间延长,钎焊界面缺陷逐渐减少,金刚石石墨化程度升高;在钎焊温度为980℃、保温时间为15 min的条件下,金刚石颗粒在磨削过程中的摩擦力和摩擦系数相对较小,对大理石工件的磨削体积最大,且金刚石颗粒的脱落率最低。 展开更多
关键词 Cu-Sn-Ti钎料 钎焊工艺 力学性能 金刚石磨具
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镍/碳化钨钎涂层界面行为与力学性能
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作者 王星星 李阳 +4 位作者 武胜金 杜全斌 贾连辉 李帅 陈小明 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期215-222,共8页
具有高耐磨、抗腐蚀、高硬度的镍/碳化钨复合涂层,在盾构部件、航空航天等领域广泛应用。为提高水力机械过流部件服役寿命,以WC颗粒和镍基粉状钎料为原材料,采用真空钎涂在201不锈钢表面制备镍/碳化钨复合钎涂层,借助扫描电镜、金相显... 具有高耐磨、抗腐蚀、高硬度的镍/碳化钨复合涂层,在盾构部件、航空航天等领域广泛应用。为提高水力机械过流部件服役寿命,以WC颗粒和镍基粉状钎料为原材料,采用真空钎涂在201不锈钢表面制备镍/碳化钨复合钎涂层,借助扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计对钎涂层界面微观组织和力学行为进行研究。结果表明,涂层与基体之间元素扩散主要表现为钢基体中Fe、Cr和Mn元素向涂层组织中溶解扩散,在界面处偏析沉淀;含有25%(质量分数)WC钎涂层显微硬度分布均匀,是钢基体的4.6倍;钎涂层耐磨性随WC含量增加而提高,添加15%~35%WC可显著提高基体表面耐磨性,复合钎涂层耐磨性是钢基体的8.4~15.7倍;钎涂层表面未发生明显变化,裂纹开口平整,呈脆性断裂。 展开更多
关键词 真空钎涂 镍/碳化钨涂层 界面行为 耐磨性 断裂特征
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