1. 怎么样提高不锈钢的耐磨性
改善不锈钢耐磨性的表面处理技术及其研究现状, 分析了这些表面处理技术的优势和局限性,
指出综合应用涂镀技术和新兴的表面改性技术将成为提高不锈钢耐磨性的发展方向。
1、引言
不锈钢阀门网。不锈钢由于具有良好的耐蚀性能,
在石油、化工、宇航、医药、造纸、原子能、海洋工程和装饰工程领域得到了广泛的应用。但是通常不锈钢的硬度较低(通常情况下为200~250Hv), 耐磨性较差,
表面易出现发花现象, 这不仅会影响装饰性产品的美观, 而且表面出现微划痕时会形成腐蚀微电池, 从而降低产品的耐腐蚀性能,
导致产品过早报废。以不锈钢为基体的传动轴、啮合件或动配合件经常会因为不锈钢质软不耐磨、表面强度低、摩擦系数大等因素发生咬合或粘滞现象。为了提高不锈钢的耐磨性,
许多学者在不锈钢表面进行了各种处理和强化研究, 如利用化学镀在不锈钢表面沉积耐磨镀层,
能提高产品表面硬度,并保证产品的耐腐蚀性能。本文就涂镀技术和表面改性处理在提高不锈钢表面耐磨性时的工艺局限性和优势作了简要综述,
并展望了改善不锈钢耐磨性的发展方向。
2、不锈钢表面涂镀技术
2.1、化学镀
化学镀是 1947年由A.Brenner和G.Riddell提出的沉积非粉末状镍的镀膜方法,
该方法是一种沉积金属的、可控制的、无外加电源的氧化还原反应过程。相对于电镀, 化学镀有如下优点:能在形状复杂的零件表面沉积均匀一致的镀层;自润滑性好;
镀层较厚; 空隙少; 设备简单, 操作容易; 镀层具有特殊的机械、物理和化学性能等。其缺点是: 镀液寿命短, 废水多, 镀速慢,成本高。
不锈钢阀门网。化学镀提高不锈钢表面耐磨性的途径主要是镀镍及其合金镀层。镀镍前需要进行特殊的预处理, 以除去不锈钢表面的钝化膜,
提高不锈钢与镀层的结合力。不锈钢化学镀镍包括单层化学镀镍、双层化学镀镍、有氧化皮不锈钢单层化学镀镍等。
高岩等在316L不锈钢基体上获得了结合力良好的化学镀 Ni2PPNi2W2P 合金镀层, 在保证产品原有光泽度的前提下,
镀层硬度较原不锈钢基体有了较大幅度的提高, 从而为不锈钢产品的耐磨抗划伤性能的改善提供了有效的解决途径。Yi2Ying Tsai , Fan2Bean Wu
等采用化学镀的方式也在420不锈钢基体上成功沉积了Ni2PPNi2W2P合金镀层, 并进行了适当的热处理, 发现Ni2W2P 较Ni2P
合金镀层具有更高的显微硬度和化学稳定性; 划痕实验则表明, 合金镀层的抗磨损性能较不锈钢基体均有明显改善。
2.2、物理气相沉积
物理气相沉积技术是利用蒸发或溅射等物理形式把材料从靶源移走,
然后通过真空或半真空空间使这些携带能量的粒子沉积到基片或零件的表面以形成膜层。物理气相沉积有真空蒸镀(VE)、溅射镀膜(SIP)、离子镀
(IP))等。按加热蒸发源分类, 真空蒸镀包括电阻加热蒸镀、电子束加热蒸镀、感应加热蒸镀等;
溅射镀膜包括磁控溅射沉积、离子束溅射镀等。其中真空蒸镀是比较早的镀膜技术, 膜的结合力较低, 目前已不多用。而阴极溅射和离子镀所得膜结合力较高,
应用范围正在扩大。物理气相沉积镀膜的实用领域有: 装饰膜、装饰耐磨膜、耐磨超硬膜、减摩润滑膜等。
韩修训等采用磁过滤沉积装置( FCAP) 在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面沉积得到的TiN涂层具有高的硬度和膜基结合力, 在载荷1N 和3N
下都表现出较低的摩擦系数和良好的耐磨性能。
2.3、化学气相沉积
化学气相沉积(CVD) 技术是指在较高温度下, 混合气体与基体的表面相互作用, 使混合气体中的某些成分发生分解,
并在基体上形成一种金属或化合物的固态膜或薄膜镀层。其特点如下:
(1) 镀层致密均匀, 可以较好控制镀层的密度、纯度、结构和晶粒度;
(2) 因沉积温度高,镀层与基体结合强度高;
(3) 可以在大气压或者低于大气压下进行沉积;
(4) 通常沉积层具有柱状晶结构, 不耐弯曲。
谢飞, 何家文等对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行离子渗氮-等离子增强化学气相沉积(PECVD) TiN 复合处理,
研究了复合处理层的组织与性能。结果表明: 复合处理层具有优良的膜基结合强度, 较之不锈钢基体, 耐磨性显著提高; N. Yamauchi 等在AISI304
奥氏体不锈钢表面沉积了菱形碳薄膜, 该过程采用了无线电频率(13156 MHz) 等离子增强化学气相沉积工艺,
腐蚀环境下的对比实验表明薄膜样品和基体的摩擦系数分别约为0.1和0.5, 同时前者的磨损体积明显低于后者。
2.4、热喷涂
热喷涂是利用某些热源将涂层材料加热到熔融或半熔融状态, 同时借助于焰流和高速气体将其雾化, 并推动这些雾化后的粒子喷射到基体表面,
沉积成具有某种功能的涂层。热喷涂能为工件表面提供耐磨、耐蚀、耐高温的涂层。涂层材料与基体之间通常存在三种结合方式:
机械结合、物理结合和冶金结合。随着低压等离子喷涂, 高能、高速等离子喷涂, 高速火焰喷涂技术的出现, 涂层的性能得到进一步提高: 孔隙率可以降至0.5%~1%;
涂层与基体的结合强度可以达到70~140MPa。
潘继岗等利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和等离子喷涂(ASP)技术, 分别在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶合金涂层和铁基非晶纳米晶涂层,
研究了两种涂层在室温下的摩擦磨损特性, 结果表明两种喷涂工艺制备的铁基涂层均具有较高的显微硬度和较小的孔隙率, 组织致密, 呈典型的层状结构,
提高了涂层的耐磨性能。
2.5、电镀
为了弥补不锈钢质软不耐磨、摩擦系数大的弱点, 常用电镀的方法提高不锈钢传动轴等配合件的表面硬度和自润滑性能。不锈钢是一种表面极易钝化的金属,
在电镀前必须除去表面钝化膜, 不锈钢经去油、浸渍、活化、预镀镍和电镀等工序, 可得到铬、锌、铜、锡、贵金属等镀层。
飚等在不锈钢水轮机母材上, 用周期反相电镀稀土铬, 镀层厚度约0.3mm , 镀层由金属基相和稀土盐颗粒第二相组成,
硬度可达到900~1000Hv,镀层的抗磨蚀性为母材的25~28倍,产品工作寿命比原不锈钢件高2~6倍。
3、不锈钢表面改性处理
3.1、离子注入
离子注入是利用经过加速和分离的高能量离子束作用于材料表面, 使之产生一定厚度的注入层, 从而改变材料的表面特性。具体方法是: 把工件(金属、合金、陶瓷等)
放在离子注入机的真空靶室中, 在几十至几百千伏的电压下,
把所需元素的离子加速、聚焦、注入到工件表面。用离子注入的方法可获得过饱和固溶体、亚稳相、非晶态、和平衡态合金等不同组织的结构, 大大改善工件的使用性能。
其优点是:
(1) 可注入任何元素, 不受固溶度和扩散系数的影响;
(2) 元素注入量可以精确控制, 可实现大面积和局部的表面改性;
(3) 真空下进行, 工件表面不会氧化;
(4) 可得到两层及两层以上性能不同的复合镀层, 对工件尺寸影响小;
(5) 借助磁分析器,可以获得纯的离子束流;
(6) 离子注入的直进性, 横向扩展小, 适合微细加工要求;
(7) 高速离子可通过薄膜注入到金属基体, 在薄膜和基体界面处形成合金层,
增强薄膜与基体的结合力,实现辐射增强合金化与离子束辅助增强粘合。
2. 如何提高不锈钢的表面硬度
不锈钢在提高表面硬度时要注意保留其防腐蚀性能。通常的方法:
表面专化学镀ENP(Ni-P化学镀)HV500,最属高可达HV1000
堆焊硬质合金,如司太立(钴基合金),硬度HRC40
表面渗氮或碳氮共渗。表面硬度可达HRC60~60
3. 如何提高不锈钢的延伸率
做固熔处理,温度要达到1080℃左右,前面保持3分钟左右,急冷。韧性会大幅增加,不过硬度会相应降低。急冷的原因是跨过500-800℃,这是不锈钢的敏化温度,在这个温度里面不锈钢会发生质地变化。如果能在气保护环境下做固熔处理,效果是最好的,表面不会有氧化皮。(光亮固熔)
不锈钢板的延伸率
延伸率主要衡量不锈钢板的塑性性能-即发生永久变形而不至于断裂的性能。
δ= (L-L0)/L0*100%
δ---伸长率
L0----试样原长度
L----试样受拉伸断裂后的长度
板材拉伸试验
板材的拉伸试验也叫做单向拉伸试验或简单拉伸试验。应用拉伸试验方法,可以得到许多评定板材冲压性能的试验值,所以应用十分普遍。
由于试验目的不同,板材冲压性能评价用的拉伸试验方法和所得到的试验值均与为评定材料强度性能的拉伸试验有所不同。简单介绍如下 :
图1.4.1 拉伸实验试样
试验设备:拉力试验机(机械式或液压式)。
试验时,利用测量装置测量拉伸力P与拉伸行程(试样伸长值)ΔL,根据这些数值作出s-d曲线。(图1.4.2)。试验可以得到下列力学性能指标:
图1.4.2 拉伸曲线
1)屈服极限ss或s0.2;
2)强度极限sb;
3)屈强比ss/sb;
4)均匀伸长率 ;
5)总伸长率d;
6)弹性模数E;
7)硬化指数n;
8)厚向异性指数g
延伸率(δ),是描述材料塑性性能的指标。按照测量方式的不同分为定倍数A5、A10和定标距A50、A80、A100等。
4. 如何增加不锈钢强度
这种方法复是通过用机械制设备将奥氏体不锈钢加工成直径约200微米的粉未,通过给予应变,使晶体颗粒超微化,材料组织均匀并再结晶产生相变,从而改变材料的物理性。利用这种方法制取的不锈钢,与采用传统方法制造的不锈钢相比,屈服强度提高2.4倍,抗拉强度提高2.2倍,延伸率提高30%以上。另外,由于使晶体脆化的马氏体相和奥氏体相以非常微细的晶粒形式均匀地结合在一起,不仅大大提高了不锈钢的强度,还使不锈钢具有磁性。
5. 如何提高不锈钢弹性
用不锈钢来制作弹簧,只能使用马氏体不锈钢来制作。想要提高不锈钢弹簧的弹性,可以通过淬火的方法来提高不锈钢弹簧的弹性。
6. 加工不锈钢,如何提高效率
你说的这种加工不锈钢的切削参数,一般的刀具都受不了,因为304.316的材料,回加工起来,粘刀,答又耐磨,而且又翻边的毛刺现象,建议你使用机夹刀具,选择好的刀片,专门针对不锈钢加工的大走刀量的刀片,建议采用日本泰克洛,或山特维克,京瓷的。并且粗,精,加工的刀片材质要分开。(希望,以上能对你有帮助)
7. 不锈钢怎么提高屈服强度
形变强化,热处理强化(普通淬火,固溶处理或时效,渗碳处理,表面淬火),复合强化(如形变+热处理)等。
不知道能否提供更多的细节,可以更详细的知道你的重点。要是方便的话,可以给我私信。
请采纳,谢谢
8. 怎样才能提高不锈钢硬度
首先,退火指的是复将金属缓制慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度,改善切削加工性,消除残余应力,稳定尺寸减少变形与裂纹倾向,细化晶粒调整组织,消除组织缺陷。所以退火产生的作用只能是降低硬度。其次,能够通过热处理手段增加硬度的只能是有一定比例含碳量的钢,而不锈钢中特别是奥氏体不锈钢碳含量非常低,无法通过热处理手段增加硬度,热处理中的退火对于它而言仅为消应力退火。
9. 不锈钢加工怎么提高质量方法
一、刀具材料的选择
选择合适的刀具是加工出高质量零件的基础。刀具太差,加工不出合格的零件;选择过好的刀具,虽然能满足零件的表面质量要求,但容易造成浪费,提高了生产成本。结合不锈钢切削时散热条件差、产生加工硬化层、易粘刀等特点,选择的刀具材料应满足耐热性好、耐磨性高、与不锈钢亲和作用小的特点。
1、高速钢
高速钢是加入W、Mo、Cr、V、Go等合金元素的高合金工具钢,具有较好的工艺性能,强度和韧性配合好,抗冲击振动的能力较强。在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度(HRC仍在60以上),高速钢红硬性好,适合制作铣刀、车刀等铣削刀具,可以满足不锈钢切削时产生的硬化层及散热性差等切削环境。
W18Cr4V是最典型的高速钢刀具,自1906年诞生以来,已经被广泛制作成各种刀具以满足切削加工的需要。但随着各种被加工材料机械性能的不断提高,W18Cr4V刀具已经不能满足难加工材料的加工要求。高性能的钴高速钢应时而生。与普通高速钢相比,钴高速钢具有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性,适合高切除率加工和断续切削加工,常用牌号如W12Cr4V5Co5。
2、硬质合金钢
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,以钴或镍、钼为粘结剂,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金具有强度和韧性较好,耐热、耐磨、耐腐蚀、硬度高等一系列优良性能。在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度,适合不锈钢、耐热钢等难加工材料的切削加工。常见硬质合金主要分为三类:YG类(钨钴类硬质合金)、YT类(钨钛钴类)、YW类(钨钛钽(铌)类),这三种合金的成分不同,用途也有很大差别。其中YG类硬质合金由于具有较好的韧性,导热性也较好,可以选择较大的前角,适合不锈钢的切削。
二、切削不锈钢刀具几何参数的选择
前角γo:结合不锈钢强度高、韧性好、切削时切屑不易被切离等特点,在保证刀具有足够强度的前提下,应选用较大的前角,这样既可以减小加工对象的塑性变形,也能够降低切削温度和切削力,同时减少硬化层的产生。
后角αo:增加后角将减小加工表面与后刀面的摩擦,但切削刃的散热能力和强度也随之降低。后角的大小取决于切削厚度,切削厚度大时,宜选较小后角。
主偏角kr、副偏角k′r、:主偏角kr的减小可增加刀刃工作长度,有利于散热,但在切削时会增加径向力,容易产生振动,常取kr值为50°~90°,若机床刚性不足,可适当加大。副偏角常取k′r=9°~15°。
刃倾角λs:为了增加刀尖强度,刃倾角一般取λs=7°~—3°。
三、切削液和冷去方式的选择
由于不锈钢的切削加工性较差,对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求,常用的切削液有以下几类:
乳化液:比较常见的冷却方式,具有较好的冷却、清洗、润滑性能,常用于不锈钢粗车。
硫化油:切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物,而且在高温下不易破坏,具有良好的润滑作用,并有一定的冷却效果,一般用于钻孔、铰孔及攻丝。
机油、锭子油等矿物油:其润滑性能较好,但冷却和渗透性较差,适用于外圆精车。
在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区,或最好采用高压冷却,喷雾冷却等冷却方式。
综上所述,虽然不锈钢的切削性差,具有加工硬化严重、切削力大、导热系数低、易粘刀、易磨损刀具等缺点,但只要找到合适的加工方法,采用合适的刀具、切削方式以及切削用量,选择合适的冷却液,在工作中勤于思考,不锈钢等难加工材料也就迎“刃”而解了。
10. 不锈钢材料怎么提高表面光洁度
的确,不锈钢金属因为比较软不易于磨削,传统一般采用抛光的方法提高光洁度,现在有一种新技术叫豪克能,可以在车床上直接就可以提高光洁度呢,更方便呢,你可以看看