一、钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究（论文文献综述）
李云峰[1]（2021）在《大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究》文中研究表明大型履带式工程车辆广泛应用于建筑、采矿、石油等工程领域。由于工作环境恶劣,驱动履带行走的主动轮齿圈齿面在伴有高冲击载荷摩擦力作用下,短期内出现严重磨损现象,现有的齿面感应淬火工艺已无法满足工作需要。为了解决齿面短期失效问题,提升轮齿服役周期,论文以大型齿圈常用的ZG42CrMoA材料为研究对象,以提高该材料表面耐磨性能并改善抗冲击与耐腐蚀性能为研究目标,采用激光熔覆技术开展了涂层材料选择和基础工艺优化、耐磨颗粒选配、稀土元素调控、脉冲激光熔覆影响、复合涂层设计与制备以及齿圈齿面激光熔覆工艺等研究工作,取得如下主要研究结果:（1）为提升主动轮齿圈齿面耐磨耐冲击性能,设计了一种包含界面连接层、增韧层与耐磨层的“三明治”夹层式复合结构涂层。界面连接层连接熔覆涂层与基材,为消除铸钢基材气孔、夹杂等冶金缺陷,采用大稀释率制备,有利于缺陷的排除,在界面形成良好冶金结合。增韧层用于缓冲外力作用,增强涂层耐冲击性能。耐磨层用于提升涂层的耐磨性能。增韧层与耐磨层以交替层叠方式制备。选择韧性与润湿性俱佳的Ni201粉末作为连接层与增韧层的材料。由于Ni45合金具有相对良好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能,因此将其作为耐磨层主体材料,通过添加WC颗粒增强耐磨性,添加稀土提升耐冲击性。（2）采用数值模拟与工艺试验相结合的方法,获得了激光熔覆过程的最佳载粉气流量为600 L/h。在此基础上通过正交试验分析方法,针对激光熔覆的激光功率、扫描速度与送粉量进行优化选择,得到Ni45涂层与Ni201涂层的最佳激光熔覆工艺参数,即Ni45涂层采用2100 W激光功率、300 mm/min扫描速度、8.87 g/min送粉率;Ni201涂层采用2700 W激光功率、300 mm/min扫描速度、4.72 g/min送粉率。采用上述参数进行多道搭接优化试验,得到40%的最佳搭接率。通过300℃的预热缓冷处理解决了40%搭接率涂层的开裂问题。（3）为提高激光熔覆Ni45涂层的耐磨性能,研究了微米与纳米两种尺度WC颗粒对涂层组织与性能的影响。由于微米WC颗粒具有较高的硬度和较低的粘着键形成几率,因而具有良好的抗粘着磨损特性,能有效提高Ni45涂层的耐磨性能。但具有较高脆性的WC颗粒会在涂层中形成高应力集中点,使Ni45涂层的耐冲击性能明显下降。而纳米WC颗粒尺寸小、比表面积大,会附着在固液界面前沿阻碍晶粒生长,从而使涂层组织得到显着细化。在提升涂层耐磨性的同时,耐冲击性及耐腐蚀性也得到显着改善。相比于Ni45涂层,添加10 wt.%纳米WC后,涂层磨损率降低53.17%,冲击韧性提高13.4%,腐蚀电流密度降低34.12%。（4）为改善激光熔覆Ni45涂层的耐冲击性能,研究了稀土钇及其氧化物对涂层组织与性能的调控作用。纯钇能抑制晶粒生长,从而细化涂层组织,但也会产生许多硬质析出相。由于硬质相在涂层内会成为应力集中点,在冲击力作用下会增加涂层开裂倾向,进而限制涂层耐冲击性的提高。同时,硬质相会增加Cr元素析出量,加剧涂层贫Cr现象,进而不能显着提高涂层耐腐蚀性。由于氧化钇难熔且不与其他金属发生反应,阻碍晶粒生长的同时,还会成为异质形核质点,因此能有效细化涂层组织并抑制硬质相析出,缓解涂层的应力集中与贫Cr现象,提高涂层耐冲击与耐腐蚀性。相比于Ni45涂层,添加0.4 wt.%氧化钇的涂层磨损率仅降低2.86%,冲击韧性提高53.8%,腐蚀电流密度降低56.24%。（5）为进一步调控Ni45涂层的综合性能,分析了脉冲频率对涂层组织与性能的影响机制。脉冲激光使熔池具有更大的温度梯度与冷却速率,因此可以有效细化组织并减少硬质相析出。相比于连续激光熔覆层,脉冲频率为80Hz的涂层磨损率降低26.63%,冲击韧性提高29.94%,腐蚀电流密度降低40.08%。（6）综合前述最优工艺分别制备了匀质和夹层式两种结构的复合涂层。结果表明:匀质复合涂层组织细化均匀,富W与富Cr相尺寸与数量较小。夹层式复合涂层中的增韧层晶界富集Mo元素,能有效阻碍Cr元素扩散。匀质复合涂层磨损率与腐蚀电流密度较基材降低76.94%和87.98%,较高频淬火基材降低72.80%和92.71%。夹层式复合涂层具有最优异的耐冲击性能,较匀质复合涂层与高频淬火试样分别提高8.21%和14.67%。（7）设计了大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具。该工装结构简单,能快速安装定位,运动稳定,并能实现齿圈和送粉头的联动。根据齿圈和送粉头的运动轨迹控制方法在齿面制备了均匀等厚的夹层式复合涂层。通过有限元模拟方法对比分析了高频淬火、激光熔覆匀质和夹层式复合涂层三种齿面与履带销在冲击和摩擦过程中的应力分布状态。相比于高频淬火和激光熔覆匀质涂层,由于夹层式复合涂层中的增韧层在冲击和摩擦过程中会发生微观塑性变形,从而分散涂层内部应力,有效缓解齿面的应力集中,因此该涂层在保证优异耐磨性能的同时,可获得良好的耐冲击性能。
曾敬[2]（2020）在《40Cr表面梯度层制备工艺及性能研究》文中指出齿轮这种重要的机械传动零部件,除了要具备较高的强度外,还必须拥有优良的表面性能,比如耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性等。以前的研究已经表明渗铬是一种能够提高齿轮材料表面性能的有效方法,但渗铬后渗层与基体间贫碳层的存在不可避免,在工作时贫碳层会很容易导致渗层的剥落。为在获得性能优异的渗层的同时,又能解决贫碳层问题,本文在40Cr表面制备了硼铬合金复合渗层和硅铬合金共渗渗层,主要工作如下:（1）总结了齿轮材料的表面改性处理现状以及课题组早期的工作成果,对热扩渗渗铬的实验和理论进行了比较全面的研究,系统地分析了如何解决渗铬导致的贫碳问题;（2）采用两步复合扩渗工艺（先渗硼后渗铬）在40Cr钢表面制备了B-Cr双相合金渗层。即在第一步预渗硼（PB试样）后,分别又进行箱式炉渗（BC-1试样）和感应加热渗铬（BC-2试样）;（3）对于硼铬合金渗层,探究了预渗硼+感应加热渗铬合金渗层随第二步渗铬时间增加的组织性能演变和生长动力学;（4）在不同的供硅剂下（硅粉和硅铁粉）,采用包埋扩渗法制备了SiCr-1和SiCr-2两种硅铬共渗渗层。通过研究,得出如下结论:对于硼铬合金渗层,第二步渗铬的加热方式对B-Cr渗层的物相和组织有很大的影响。感应加热的效率高于箱式炉加热,这导致了BC-2试样拥有更厚、更致密、更平整以及B和Cr完全反应的渗层。由于有效的B-Cr渗层的形成,钢的耐磨性和耐蚀性显着提高。另外,讨论了B-Cr渗层的形成机制。结果显示随着第二步渗铬时间的增加,高铬珠光体基体上连续分布的网状Fe2B相和棒状CrFeB相逐渐消失,最后几乎完全转变为块状Cr2B和CrxCy相。生长动力学分析表明,在渗铬早期,界面反应促进了渗层生长,但在渗铬后期,原子的扩散逐渐控制了渗层的生长。此外,也讨论了B-Cr双相合金渗层演变机制。对于硅铬共渗渗层,结果表明两种渗层主要由α-Fe（含Si和Cr）、Fe3Si、CrFe8Si和CrC组成。然而,由于渗层生长机理的不同,导致渗层在形貌、元素含量、显微硬度和耐磨性等方面存在明显差异。以硅粉为供硅剂的SiCr-1渗层生长受基体和渗层元素的相互扩散机制控制,而以硅铁粉为供硅剂的SiCr-2渗层生长则由反应沉积机制主导。对于这两种试样,在渗层中都观察到有微孔的存在,其形成主要是由非平衡扩散诱导的Kirkendall效应导致的。基于Kirkendall效应,提出了一种微孔的梯度生长模式。
程勇,朱加赞,黄宏亮,王宪良,欧代松,李高萌[3]（2020）在《航空齿轮涂层材料优选及涂层厚度优化》文中研究说明基于赫兹接触理论建立了齿轮接触有限元分析模型。以Cr/a-C、a-C、B4C/a-C复合陶瓷涂层材料为优选对象和一对典型航空直齿圆柱齿轮为载体,通过齿轮涂层应力场分析,确定了齿轮涂层优选材料及涂层材料最佳厚度。结果表明:B4C/a-C涂层材料与齿轮基体材料具有较好的匹配性,涂层厚度与赫兹接触半宽之比为0.02时,齿轮基体与涂层结合面处剪切应力较小,且此涂层厚度满足磁控溅射涂层制备工艺要求。研究结果为后续齿轮涂层试验件设计提供了理论依据。
刘干成[4]（2019）在《双道激光加工小模数齿轮齿面镍基合金涂层的应用研究》文中研究指明为了提高小模数齿轮表面镍基合金涂层的质量效果,本文中提出一种使用双道激光依次加工齿轮齿顶和齿底部位镍基合金涂层的加工方法,并与传统单道齿面激光熔覆的效果进行对比分析。主要研究内容如下:（1）分析了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响以及齿面单道激光熔覆在不同激光功率密度下的熔覆层显微组织形貌以及元素成分,实验结果表明:随着激光功率密度的增加,熔覆层内部的柱状晶枝变多,晶间组织的含量越少,熔覆层与基材之间亮白色冶金结合带越发明显,熔覆层表面的均匀性和连续性都有较大提高并且截面形貌发生改变。当激光功率密度为31.8 KW·S·CM-2时可以看出熔覆层冶金结合带区域与基材之间的孔隙基本消失,熔覆层与基材之间的结合牢固,过渡更加自然,但熔覆层的稀释率较大、对基材的齿顶部位的烧蚀明显、基材熔深深度较大以及涂层组织晶粒过于粗大的问题并没有得到很好解决。（2）对小模数齿面单道激光制备镍基合金涂层容易产生熔覆缺陷的原因进行分析:一方面激光光源为高斯热源,光源中间能量较高,容易造成齿面中部基材熔深较大影响涂层组织性能;另一方面小模数齿轮齿形特殊,齿顶部位较薄,在加工过程中容易对齿顶部位产生过度烧蚀,增加后期齿形修复难度。因此提出了双道激光加工小模数齿面镍基合金涂层的加工思路,即在保证激光总输入能量不变的条件下,将原有单束激光的能量按一定的能量配比方案分配到两个小光斑上,依次加工齿轮的齿顶部位和齿底部位。（3）将单道与双道激光工艺下加工出的熔覆涂层进行综合对比判断,在双道1mm光斑下的激光熔覆工艺对原有高斯激光光源的能量分布状态起到了一定的优化作用,激光能量由在齿轮中间部分过于集中转变为按照功率密度配比4:6的方式分配到齿轮的齿顶和齿底部位,不仅基材齿顶部位的宽度相比单道激光熔覆由340.84μm增加到460.61μm,而且涂层稀释率由34.54%降低到27.28%,其次采用双道1mm光斑下的涂层组织相比单道激光熔覆更加均匀细腻,基本上都呈现出细条状分布的趋势,涂层与基材之间存在一条元素相互扩散形成的冶金结合带,组织内部主要都是晶枝和晶胞状的结构,对组织细化作用明显;最后对比了熔覆层显微硬度发现,双道1mm光斑下的激光熔覆涂层显微硬度比单道激光熔覆要高,主要是由于组织中含Fe、Ni的晶状奥氏体析出较少,富含Cr的粒状渗碳体析出较多,因此熔覆层组织整体的耐磨性和强度都要优于单道激光熔覆。综上所述,在1模数齿轮齿面加工1mm厚的镍基合金涂层的工艺参数为P=250W,u1=2.5mm/s,u2=1.67mm/s,光斑直径d=1mm,激光功率密度为31.8KW·S·CM-2。经过双道激光熔覆工艺加工后的齿轮齿面硬度较高,具有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力,满足齿面硬、芯部韧的工艺要求。
万玉林[5]（2019）在《多弧离子镀制备TiAlN和DLC涂层的工艺方法及其对线齿轮副摩擦学性能的影响》文中研究说明线齿轮是一种以空间共轭曲线啮合理论为基础的新型齿轮机构,具有传动比大、体积小以及无根切等特点。通过前期的研究,线齿轮在啮合原理、设计理论、制造技术、润滑设计等方面取得了一定的成果。线齿轮副在啮合过程中由于其接触区处于点接触状态,导致线齿齿面接触应力较大,齿面容易磨损,线齿轮副寿命下降;此外,在润滑不良的条件下,线齿轮副的传动效率下降;同时,对于运用于微小传动的线齿轮副,有时无法建立完全油润滑或者脂润滑会导致严重磨损,这些问题的存在严重制约了线齿轮的工业化应用推广。本文基于多弧离子镀技术探讨线齿轮表面的涂层制备方法,通过大量试验及相关结果的理论分析,研究线齿轮副表面制备TiAlN涂层和DLC涂层的工艺方法及其对线齿轮副摩擦学性能的影响,为线齿轮表面制备有效、可靠的固体润滑涂层提供指导,从而为线齿轮在特殊工况下,如油、脂润滑失效,采用良好的固体润滑提供了理论和应用工具。本文的主要研究内容包括以下几个方面:1.以线齿轮的线齿简化模型——半圆柱体为研究对象,应用常用材料45号钢制作一批试样,采用多弧离子镀技术在试样表面制备TiAlN涂层,通过设计正交试验研究不同的制备工艺参数对TiAlN涂层性能的影响,综合考虑多弧离子镀的工艺参数直流偏压、脉冲偏压、占空比、弧电流和氮气流量对涂层结合力、硬度以及表面粗糙度的影响规律,通过试验结果分析得到:当直流偏压为100V、脉冲偏压400V、占空比30%、弧电流50A、氮气流量40sccm时,涂层的综合性能较好。脉冲偏压对涂层的结合力影响最大,影响程度按照占空比、弧电流、N2流量、直流偏压依次减小。占空比对涂层的硬度影响最大,影响程度由大到小依次为脉冲偏压、弧电流、N2流量、直流偏压。影响TiAlN涂层表面粗糙度的因素按重要性排序依次为:N2流量、弧电流、直流偏压、占空比、脉冲偏压。2.根据多弧离子镀在试样表面制备TiAlN涂层的工艺试验研究结果,通过对基体材料进行热处理提高其硬度的方法,深入研究在试样表面制备优质的TiAlN涂层的方法。其中,采用沉积过渡层以及掺杂Ti元素的方法,在45号钢试样表面成功制备DLC涂层。通过测试得到两种涂层的性能:TiAlN涂层的表面粗糙为Ra（28）0.05μm,膜厚为2.95μm,结合力为43N,硬度为1741HV;DLC涂层的表面粗糙度为Ra=0.12μm,膜厚为1.29μm,结合力为23.2N,硬度为2950HV。45号钢试样经涂层处理后表面硬度显着提高。同时,在设定相同的载荷和速度工况条件下,以45号钢材料制作一批相同的基体试样和钢球试样,再分别以表面未涂层-表面未涂层（A组）、表面TiAlN涂层-表面未涂层（B组）、表面TiAlN涂层-表面TiAlN涂层（C组）、表面DLC涂层-表面未涂层（D组）、表面DLC涂层-表面DLC涂层（E组）五种不同配对的45号钢试样的摩擦副进行摩擦学对比试验研究。摩擦学对比试验结果表明:A组试样配对摩擦副基体试样-球试样两者均发生十分严重的磨粒磨损,并伴随一定程度的氧化磨损,其磨损体积最大、磨损最为严重;其它4种有表面涂层处理的不同配对的摩擦副,都能不同程度的减小摩擦和磨损;其中,相比B组试样配对摩擦副,C组配对摩擦副的摩擦系数更低、摩擦磨损性能更好。相比D组试样配对摩擦副,E组配对摩擦副的摩擦系数基本不变。3.根据凹凸弧线齿轮设计理论设计一对传动比等于4的凹凸弧线齿轮副,并应用线齿轮专用数控机床加工出所设计的凹凸弧线齿轮零件,同时,在自制线齿轮传动试验台上完成其传动性能测试。随后,针对所设计和加工的凹凸弧线齿轮零件试样,应用本文研究的多弧离子镀TiAlN涂层和DLC涂层技术,分别采用对线齿轮毛坯整体热处理、沉积过渡层以及掺杂金属元素的工艺方法,在线齿轮零件试样表面分别制备TiAlN涂层和DLC涂层,粗糙度测量结果表明,两种涂层均降低了线齿轮表面的粗糙度。对比台架试验结果表明,在干摩擦或者油润滑的条件下,经多弧离子镀涂层的线齿轮零件（简称涂层线齿轮）,相比较于未涂层线齿轮零件,其传动效率提高2.23%-8.67%;相比未涂层线齿轮,涂层线齿轮能降低其润滑油温升约3.9℃-6℃;同时涂层线齿轮具有更好的耐磨性能。
陈艳波[6]（2019）在《低碳钢超音速微粒轰击渗碳层的制备及力学性能研究》文中研究指明材料的失效（如疲劳、磨损和腐蚀等）大多开始于材料表面。通过渗碳、表面纳米化等表面强化处理方法来提高材料表面的强度和硬度,是提高零件使用寿命的常用方法。采用超音速微粒轰击处理（Supersonic Fine Particles Bombarding,SFPB）,可在材料表面制备具有一定厚度的纳米细化层。若在超音速微粒轰击处理的过程中,掺入活性炭,则可在室温下在材料表面形成含碳的硬化层。因此,通过超音速微粒轰击诱导表面纳米化结合后续热处理,可以形成均匀致密的富碳的纳米晶层,提高材料表面的力学性能。本文将超音速微粒轰击技术与稀土催渗以及后续热处理工艺相结合在18Cr2Ni4WA钢表面制备了纳米合金化渗碳层。研究了轰击过程中的扩散机理和碳元素沿深度方向的分布,以及添加稀土元素对渗碳效果的影响;分析了退火工艺对渗碳层微观组织结构以及渗碳层硬度、耐磨性等力学性能的影响,结果表明:1、室温下,经SFPB渗碳处理5min、7min和10min后,在18Cr2Ni4WA钢表面均形成了纳米渗碳层,塑性变形的深度为20μm左右,渗碳层厚度约为14μm;随着轰击时间的增加,纳米晶晶粒尺寸逐渐变小（由40nm减小到25nm）。含碳量逐渐提高（质量分数由3.83%提高到8.6%）,碳浓度由表及里呈梯度变化;弹丸与活性炭粉末的质量比（10:1、15:1、20:1）越小,在18Cr2Ni4W钢表面形成的渗碳层越厚。轰击时间越长,表层硬度越高且磨损性能越好,硬度最高达到460HV0.2是基体的1.5倍;耐磨损性能也随之提高。2、稀土氧化镧（La2O3）的添加及其添加方式对渗碳过程产生很大的影响。稀土可以提高渗碳速率,但表面预置La2O3催渗层明显比同步稀土送粉方式的催渗效果好。表面预置催渗和同步送粉催渗的渗碳层深度分别为8μm和10μm,其渗碳层表面碳元素的质量百分比分别为16.12%和7.03%;在距离表面10μm的范围内渗碳层中碳浓度呈梯度分布,超过10μm碳浓度趋于基体碳浓度。3、后续退火处理对渗层组织和性能有显着的影响。分别在300℃、400℃、450℃、500℃、和600℃的温度下,保温120min退火处理。退火后晶粒大小尺寸分布在2050nm;随着退火温度的升高,表层碳元素的扩散深度逐渐增大。400℃退火过程中纳米晶体的扩散增强,Fe3C析出量增大;500℃退火处理Fe3C进一步增多,硬度稳定地增加到最大,约为550HV0.2;600℃时硬度略有降低,发生了再结晶。分别在500℃退火温度下保温90min、120min、180min、240min,考察退火时间的影响。结果显示,保温时间为120min时硬度最高。结果清楚地表明,由SFPB渗碳形成的表面纳米晶体在高达500℃时是稳定的。
邱中凯[7]（2016）在《齿轮钢表面W-Mo涂层的制备及摩擦磨损性能研究》文中研究说明随着航空业的发展,航空用齿轮经常需要在高载荷与高转速的极端环境下工作,工作温度已经达到350℃甚至更高,这要求齿轮具有更高的表面性能。尽管传统化学热处理仍是齿轮表面强化的主要方法,但是使用现代表面技术可以在齿轮上制备更高性能的表面改性层,具有巨大的应用前景。为了提高16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢的表面硬度与耐磨性,本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在齿轮钢表面制备W-Mo涂层,并且在齿轮钢表面采用固体渗C法制备渗C强化层作为对比。通过研究各工艺参数对涂层厚度及性能的影响,得到W-Mo共渗的最佳工艺参数为:源极电压9501000V,阴极电压550600V,温度850870℃,气压36Pa,保温时间3.5h,极间距20mm。在最佳工艺参数下,制得的W-Mo涂层均匀致密,与基体结合良好,总厚度约为12μm,主要由高硬度的W与Mo相构成。显微硬度测试显示,W-Mo涂层的硬度约为1073.42HV0.05,约是基体试样的2.95倍,固体渗C试样的1.68倍。使用旋转式高温磨损试验机研究了温度的变化对W-Mo共渗试样表面耐磨性的影响。结果显示,在各温度下,W-Mo共渗试样的磨损体积均最小。在350℃高温下,基体试样与渗C试样表面均会发生大量氧化而造成较严重的磨损,但是W-Mo共渗试样表面会形成W与Mo的氧化膜,减缓涂层的磨损;另外,在500℃时,基体试样与渗C试样还会发生软化,造成磨损大大加剧。使用往复式磨损实验机研究常温下载荷、滑动速度与摩擦副的变化对W-Mo共渗试样表面耐磨性的影响。结果显示,在各条件下,W-Mo共渗试样均展现了最好的耐磨性。其中在最高载荷620g的情况下,W-Mo共渗试样的磨损体积约为渗C试样的42.4%,仅为基体试样的15.4%;在最大滑动速度6m/min的情况下,W-Mo共渗试样的磨损体积约为渗C试样的40.5%,仅为基体试样的16.6%。摩擦副为Si3N4时,三种试样的磨损体积均比摩擦副为GCr15时的大,但是W-Mo涂层的磨损体积仍最低。
侯天凤[8]（2015）在《基于电子束的齿轮材料表面梯度涂层复合制备工艺及性能研究》文中提出耐磨性能是所有齿轮应具备的最重要性能之一,对于一些在特殊工况下工作的齿轮,还要求其具有高耐腐蚀性和耐高温氧化性等。目前的齿轮表面强化手段并不能完全满足特殊用途高性能齿轮的要求。目前所用的齿轮强化工艺,如PVD、CVD和TD等技术均无法同时获得大层深和高硬度兼备的涂层。因而用复合强化手段在齿轮表面制备梯度涂层已成为目前齿轮表面强化研究的热点。本文针对传统工艺不能获得结合良好并在表层形成超细晶的梯度涂层的特点,在理论分析强流脉冲电子束（HCPEB）对梯度涂层改性作用的基础上,采用化学热处理复合工艺制备了两种可用于特殊场合的齿轮涂层,并开展相应工艺、组织和性能研究。利用HCPEB改性用PVD方法制备的Cr/CrN涂层,研究其微观组织结构和性能,结果表明,HCPEB技术对材料表层力学性能的影响深度高达450μm,适当的HCPEB工艺参数可使梯度涂层在保留一定厚度的同时,还可使涂层元素扩散到一定深度,实现涂层的冶金结合,从而使涂层的结合力提高2倍以上。组织性能实验分析表明,对于经HCPEB工艺改性后的涂层材料,影响其摩擦磨损性能的因素很多,主要包括涂层与基体硬度的关系、涂层的厚度、表面粗糙度及磨屑,其中涂层或改性层硬度与厚度及结合力是影响涂层磨损性能的重要因素,在一定范围内的粗糙度对涂层材料的磨损并不会起到决定性的作用。并且氧化磨损和疲劳磨损并存是Cr/CrN被HCPEB改性前、后的主要磨损方式。根据渗碳、渗氮等传统工艺可使改性层的厚度高达mm级、电沉积Cr层具有高耐磨性和耐腐蚀性,同时HCPEB技术具有可在极短时间内作用到具有复合强化涂层的齿轮表面,并瞬间引发表层熔融、汽化、及应力波、冲击波和增加扩散等一系列物理化学反应等特点,设计了复合HCPEB技术、热扩渗C、N和电沉积Cr工艺相结合的工艺路线,通过组织和性能研究结果表明,可得到厚度高达100μm的纳米级等轴晶粒结构Cr层,在渗C、N层两边的界面都有来自相邻涂层的扩散元素,使得涂层截面硬度缓慢梯度过渡,断口没有明显的分界,从表层到内部为解理断口过渡到韧窝断口,并且还拥有良好的耐磨性和耐腐蚀性。另外,结合渗B层可以达到超高硬度和高红硬性,再次设计了复合HCPEB、热扩渗C、N和扩渗B工艺想结合的工艺路线,通过组织和性能研究结果表明,扩渗B层工艺的改性层厚度高达305μm,涂层的硬度高达1400HV,最终梯度过渡到700HV左右,层与层之间元素相互扩散,结合紧密,另外从表面到心部依次为韧窝→解理→准解理→韧窝的断口形貌进一步证明了他的优良力学性能。本文提出了HCPEB工艺、PVD、热扩渗技术与化学沉积技术的齿轮表面复合涂层新工艺,并具体实现了HCPEB、PVD Cr/CrN涂层;HCPEB、热扩渗C、N和电沉积Cr;HCPEB、热扩渗C、N和扩渗B三条具体的齿轮表面复合涂层制备工艺,系统研究了各工艺条件下的齿轮材料的表面形貌、表层硬度、表面粗糙度、涂层结合力以及摩擦磨损性能等。实现了齿轮涂层的超细晶及表层力学性能的梯度过渡。
单军战[9]（2014）在《激光重熔及时效对Fe基合金火焰热喷焊（涂）层组织和性能的影响》文中研究说明本文采用大功率的TJ-HL-T5000型CO2激光器和小功率的SW-500型Nd:YAG固体脉冲激光器,分别对铁基合金火焰热喷焊层和热喷涂层进行重熔处理,并选择经激光重熔的热喷焊层进行不同工艺的后续时效处理。利用VHX-900型数码显微镜、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等分析手段,分别对铁基合金热喷焊层和热喷涂层的组织结构特征进行了观察和分析,重点研究了热喷焊层经不同工艺参数CO2激光重熔和进一步后续时效处理后的组织性能变化以及强化机制,并对不同处理态热喷焊层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗热震性进行了测定及对比分析研究;其次还初步探索研究了铁基合金火焰热喷涂层,经不同工艺参数脉冲激光重熔后的组织结构特征和相关性能。对Q345钢表面铁基合金火焰热喷涂层和热喷焊层的分析研究表明,热喷涂层不但厚度较薄,组织疏松,缺陷较多,而且热喷涂层与母材是一种机械结合;热喷焊层相对较厚,但其组织粗大、不均匀,而且喷焊层内仍存在少量的气孔、夹杂等缺陷。热喷焊层与母材是一种冶金结合。对铁基合金脉冲激光重熔热喷涂层和CO2激光重熔热喷焊层组织特征的分析研究表明,经脉冲激光重熔后的热喷涂层组织不但得到极大的细化,而且与基体之间呈冶金结合。脉冲激光重熔层的组织主要由细小的柱状树枝晶和等轴晶组成。在相同工艺条件下,脉冲宽度或脉冲频率越小,激光重熔层的晶粒组织均越细小。经CO2激光重熔处理后热喷焊层组织主要由细小的柱状枝晶组织和枝晶间弥散分布的共晶组织及极其细小的硬质相组成,其组织也得到明显的改善和细化,同时热喷焊层中气孔、夹杂等缺陷得到基本消除。对不同CO2激光重熔工艺参数下铁基合金重熔热喷焊层熔深、搭接率、组织以及硬度和耐磨性的变化规律的研究表明,在相同工艺条件下,激光功率由2.0 kW增大到2.5kW时,重熔热喷焊层的熔深和搭接率均逐渐增加,其组织也逐渐粗化,但硬度和耐磨性均逐渐增大;在相同工艺条件下,激光扫描速度由100 mm·min-1提高到300 mm·min-1时,重熔热喷焊层的熔深和搭接率均逐渐减小,其组织也逐渐变细,但重熔喷焊层的硬度逐渐升高,其耐磨性表现为先升高后有所降低。同样对不同脉冲激光重熔工艺参数下铁基合金重熔热喷涂层硬度和耐磨性的变化规律的研究表明,在相同工艺条件下,随着脉冲宽度或脉冲频率的减小,激光重熔层的硬度和耐磨性能均增大,并且脉冲宽度对重熔层表面性能影响更大。对铁基合金重熔热喷焊层的后续时效处理试验结果表明,在时效时间（6 h）一定的条件下,时效温度由300℃升高到700℃时,重熔热喷焊层柱状晶的内部枝晶大量断开,碳化物硬质相逐渐聚集长大,同时枝晶间共晶组织在其内部也形成了大量的碳化物相。随着时效温度的不断提高,重熔热喷焊层的表面硬度逐渐提高,当时效温度超过500℃后,其硬度却呈直线下降趋势;在时效温度（500℃）一定的条件下,时效时间由6 h延长到48 h时,重熔热喷焊层内靠近共晶组织的柱状枝晶逐渐断开,并且沿着原来枝晶的位置形成少量的碳化物,同时共晶组织也有少量的颗粒状碳化物形成。经长时间时效处理后,重熔热喷焊层仍保持较高的硬度。对铁基合金热喷焊层的耐腐蚀性试验结果表明,在相同试验条件下,铁基合金热喷焊层的耐腐蚀性最差,经激光重熔处理后其耐腐性得到较大幅度的提高;而经6 h时效处理后重熔热喷焊层的耐腐蚀性有略微降低,但经长时时效处理后重熔热喷焊层的耐腐蚀性下降趋势较为明显。对铁基合金热喷焊层的抗热震性能试验结果表明,在相同试验条件下,不同处理态铁基合金热喷焊层,在500℃时均具有较好的抗热震性,而在800℃时铁基合金重熔热喷焊层的抗热震性能最好,时效态重熔热喷焊层次之,原始热喷焊层最差。
王丽萍,崔艳梅,王伟鹏[10]（2013）在《考虑涂层厚度的齿轮齿厚偏差设计》文中进行了进一步梳理耐磨涂层对于齿面强化,延长齿轮的使用寿命和发展新型齿轮加工技术具有重要的意义,涂层技术已成为国内外研究高性能齿轮的热点。但耐磨涂层的应用增加了轮齿齿厚,减小了齿轮副的传动侧隙,如果涂层齿轮未作预先修形处理,啮合时会产生干涉现象。为降低涂层对齿轮啮合性能的不利影响,在考虑齿轮涂层厚度的前提下对齿厚偏差的选择进行了分析计算,通过齿厚偏差来补偿涂层厚度引起的齿轮副传动侧隙的变化,这对保证涂层齿轮传动的平稳性,完善涂层技术在齿轮上的应用具有指导意义。
二、钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究（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、钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究（论文提纲范文）
（1）大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 齿形件传统表面改性研究现状 |
| 1.2.2 金属耐磨耐冲击涂层制备技术研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆技术 |
| 1.2.4 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.5 大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层需解决的科学问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方案 |
| 第2章 复合涂层结构的初步设计、材料选择及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层结构的初步设计与材料选择 |
| 2.3.1 复合涂层结构的初步设计 |
| 2.3.2 界面连接层与增韧层粉末材料选择 |
| 2.3.3 耐磨层合金粉末材料选择 |
| 2.4 试验与测试分析方法 |
| 2.4.1 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层制备方法 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相样件制备及组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.6 热辐射谱测试与高速摄像设备 |
| 2.5 相关性能测试方法 |
| 2.5.1 维氏硬度测试 |
| 2.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.5.3 耐冲击性能测试 |
| 2.5.4 拉伸性能测试 |
| 2.5.5 电化学腐蚀性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆基础工艺参数优化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载粉气流量对激光熔覆涂层形貌的影响 |
| 3.2.1 载粉气流量对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 载粉气流量对粉末流态的影响 |
| 3.3 单道激光熔覆正交优化试验 |
| 3.3.1 单道激光熔覆涂层工艺正交优化试验 |
| 3.3.2 正交试验结果方差分析(ANOVA) |
| 3.3.3 单道激光熔覆涂层参数优化选择与响应预测 |
| 3.4 多道搭接激光熔覆工艺优化与分析 |
| 3.4.1 多道搭接激光熔覆工艺试验 |
| 3.4.2 多道搭接激光熔覆过程应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳化钨颗粒对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.2.1 微米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.2.2 微米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.2.3 微米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.2.4 微米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.3 纳米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.3.1 纳米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.3.2 纳米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.3.3 纳米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.3.4 纳米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀土对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纯钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.2.1 纯钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.2.2 纯钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.2.3 纯钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.2.4 纯钇对涂层性能的影响 |
| 5.3 氧化钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.3.1 氧化钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.3.3 氧化钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.3.4 氧化钇对涂层性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 脉冲频率对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌与微观组织的影响 |
| 6.2.1 脉冲激光功率对单道涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.3 脉冲激光频率对涂层微观组织的影响 |
| 6.2.4 脉冲激光频率对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 6.3 脉冲激光频率对涂层性能的影响 |
| 6.3.1 脉冲激光频率对涂层显微硬度的影响 |
| 6.3.2 脉冲激光频率对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.3.3 脉冲激光频率对涂层力学性能的影响 |
| 6.3.4 脉冲激光频率对涂层电化学腐蚀特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向大型齿圈齿面的激光熔覆复合涂层设计与制备 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向大型齿面的激光熔覆复合涂层结构与成分设计 |
| 7.3 激光熔覆复合涂层的宏观形貌与微观组织分析 |
| 7.3.1 激光熔覆复合涂层宏观形貌分析 |
| 7.3.2 激光熔覆复合涂层微观组织分析 |
| 7.4 激光熔覆复合涂层性能及相关机理分析 |
| 7.4.1 匀质复合涂层显微硬度分析 |
| 7.4.2 匀质复合涂层耐磨性能与磨损机理分析 |
| 7.4.3 匀质与夹层式复合涂层的耐冲击性能分析 |
| 7.4.4 带基材复合涂层综合耐冲击性能分析 |
| 7.4.5 匀质复合涂层耐腐蚀性能分析 |
| 7.5 大型齿圈齿面激光熔覆耐磨耐冲击涂层制备 |
| 7.5.1 大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具设计 |
| 7.5.2 齿圈齿面激光熔覆运动轨迹控制 |
| 7.5.3 主动轮齿圈齿面激光熔覆工艺过程 |
| 7.5.4 不同强化层对齿圈齿面啮合过程应力状态分布的影响 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）40Cr表面梯度层制备工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源以及研究意义 |
| 1.2 钢的常用表面处理技术 |
| 1.3 齿轮及齿轮材料表面处理 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 基材准备 |
| 2.2 渗层制备 |
| 2.3 组织表征 |
| 2.4 性能测试 |
| 3 不同工艺硼铬复合渗层的组织与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硼铬合金渗层的组织与性能 |
| 3.2.1 物相分析 |
| 3.2.2 渗铬前组织形貌和元素分布 |
| 3.2.3 渗铬后组织形貌和元素分布 |
| 3.2.4 B-Cr双相合金渗层的形成机理 |
| 3.2.5 性能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 预渗硼40Cr渗铬过程的组织性能演变及动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硼铬合金渗层的组织性能演变 |
| 4.2.1 硼铬合金渗层的物相分析 |
| 4.2.2 硼铬合金渗层组织演变 |
| 4.2.3 生长动力学分析 |
| 4.2.4 渗层生长机理探讨 |
| 4.2.5 性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 硅铬合金共渗组织性能研究与Kirkendall效应分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硅铬合金渗层的组织和性能 |
| 5.2.1 物相分析 |
| 5.2.2 渗层微观组织及元素分布 |
| 5.2.3 性能测试 |
| 5.2.4 渗层生长机理及 Kirkendall 效应 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（3）航空齿轮涂层材料优选及涂层厚度优化（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 有限元建模及算例验证 |
| 2.1 赫兹接触理论 |
| 2.2 齿轮接触有限元建模及算例分析 |
| 2.3 结果分析 |
| 3 涂层材料优选 |
| 4 涂层厚度优化 |
| 5 结论 |
（4）双道激光加工小模数齿轮齿面镍基合金涂层的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.2.1 激光熔覆技术概述 |
| 1.2.2 激光熔覆技术的应用 |
| 1.3 镍基合金熔覆涂层的相关基础研究 |
| 1.4 齿面激光熔覆技术的应用研究 |
| 1.5 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光熔覆过程中金属材料的熔凝机理 |
| 2.2.1 材料在激光热作用下的物态变化 |
| 2.2.4 激光熔覆过程中熔池的转变过程 |
| 2.3 实验材料及设备 |
| 2.4 激光熔覆工艺参数的制定 |
| 2.5 熔覆涂层形貌尺寸的变化规律 |
| 2.6 涂层截面形貌与涂层稀释率的关系 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 齿面单道激光熔覆涂层的制备与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及设备的选取 |
| 3.3 齿面单道激光熔覆涂层工艺参数的制定 |
| 3.3.1 齿面边缘防塌陷工艺研究 |
| 3.3.2 齿面单道激光熔覆工艺参数的选取 |
| 3.4 基材合金化区域面积对涂层稀释率的影响 |
| 3.5 激光功率密度对涂层显微组织构成的影响规律 |
| 3.6 激光功率密度对涂层元素含量变化的影响规律 |
| 3.7 齿面单道激光熔覆功率密度的确定 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 齿面双道激光熔覆涂层的制备及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 齿面单道激光熔覆涂层的优化思路 |
| 4.3 齿面双道激光熔覆涂层工艺参数的制定 |
| 4.3.1 双道1mm光斑下熔覆涂层的制备及分析 |
| 4.3.2 双道1.5mm光斑下熔覆涂层的制备及分析 |
| 4.4 双道激光工艺对熔覆层组织、相结构的影响 |
| 4.5 单道与双道激光工艺下熔覆层质量对比分析 |
| 4.5.1 齿顶烧蚀程度和涂层稀释率的对比分析 |
| 4.5.2 熔覆层显微组织形貌对比分析 |
| 4.5.3 熔覆层显微硬度对比分析 |
| 4.6 齿面双道激光熔覆工艺参数的确定 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究工作的主要结论 |
| 5.2 研究工作的创新点 |
| 5.3 研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）多弧离子镀制备TiAlN和DLC涂层的工艺方法及其对线齿轮副摩擦学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 相关研究概述 |
| 1.3.1 线齿轮研究现状 |
| 1.3.2 硬质涂层的制备技术 |
| 1.3.3 硬质涂层的发展现状 |
| 1.3.4 硬质涂层在齿轮上的应用 |
| 1.4 本文的主要内容和目标 |
| 第二章 多弧离子镀TiAlN涂层的工艺方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 TiAlN涂层的制备 |
| 2.2.1 基体材料及前处理 |
| 2.2.2 多弧靶材料 |
| 2.2.3 镀膜设备及涂层制备 |
| 2.3 正交试验 |
| 2.3.1 正交试验因素选择 |
| 2.3.2 TiAlN涂层的性能检测 |
| 2.3.3 正交试验结果 |
| 2.3.4 试验结果极差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多弧离子镀TiAlN涂层和DLC涂层的摩擦磨损特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涂层的制备 |
| 3.3 涂层的性能测试 |
| 3.3.1 涂层的形貌 |
| 3.3.2 涂层的硬度及结合强度 |
| 3.4 涂层的摩擦磨损特性测试设备及条件 |
| 3.5 涂层的摩擦磨损特性及机理分析 |
| 3.5.1 不同摩擦副的摩擦系数分析 |
| 3.5.2 磨损性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多弧离子镀TiAlN和 DLC涂层对线齿轮副摩擦学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凹凸弧线齿轮减速器的设计及制造 |
| 4.2.1 凹凸弧线齿轮副及减速器的设计 |
| 4.2.2 线齿轮的加工 |
| 4.3 线齿轮减速器的测试 |
| 4.4 线齿表面涂层的制备 |
| 4.5 线齿齿面外观及基本特征 |
| 4.6 涂层线齿轮台架试验方案 |
| 4.7 试验结果及分析 |
| 4.7.1 线齿轮传动效率的结果与分析 |
| 4.7.2 润滑油温测试结果及分析 |
| 4.7.3 涂层线齿轮耐磨性能测试结果与分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 本文主要结论 |
| 本文特色与创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）低碳钢超音速微粒轰击渗碳层的制备及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 低碳钢渗碳技术研究进展 |
| 1.2.1 渗碳钢发展现状 |
| 1.2.2 渗碳工艺 |
| 1.2.3 渗碳钢热处理工艺 |
| 1.3 材料表面纳米化 |
| 1.3.1 超音速微粒轰击技术 |
| 1.3.2 基本原理及变形机制 |
| 1.3.3 机械合金化技术 |
| 1.4 稀土催渗机理 |
| 1.5 研究目的和研究内容 |
| 第2章 试验材料及检测方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 粉体制备 |
| 2.1.3 退火处理 |
| 2.2 超音速微粒轰击设备 |
| 2.2.1 喷枪系统 |
| 2.2.2 送粉系统 |
| 2.2.3 气体加热装置 |
| 2.3 组织结构表征 |
| 2.3.1 金相组织分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.3.4 物相分析(XRD) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3.6 三维表面形貌测试 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 硬度及硬度梯度测试 |
| 2.4.2 纳米硬度测试 |
| 2.4.3 摩擦磨损测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 18Cr2Ni4WA钢超音速微粒轰击渗碳层的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 18Cr2Ni4WA钢渗碳层的制备 |
| 3.3 SFPB对18Cr2Ni4WA钢渗碳层表面显微组织的影响 |
| 3.3.1 渗碳层表面显微组织的变化 |
| 3.3.2 SFPB对渗碳层相结构的影响 |
| 3.3.3 渗碳层微观结构变化 |
| 3.4 轰击时间对18Cr2Ni4WA钢组织和性能影响 |
| 3.4.1 轰击时间对组织和相结构的影响 |
| 3.4.2 轰击时间对渗碳层显微硬度的影响 |
| 3.4.3 渗碳层弹性模量变化 |
| 3.4.4 轰击时间对摩擦性能的影响 |
| 3.5 碳含量对18Cr2Ni4WA钢渗碳层组织和性能影响 |
| 3.5.1 碳含量对18Cr2Ni4WA钢渗碳层组织的影响 |
| 3.5.2 碳含量对18Cr2Ni4WA钢渗碳层性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 稀土催渗对低碳钢表面渗碳层的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 稀土催渗剂的选择 |
| 4.2.2 稀土催渗实验设计 |
| 4.3 稀土对渗碳层组织结构的影响 |
| 4.3.1 稀土渗碳层组织及能谱分析 |
| 4.3.2 稀土渗碳层相结构分析 |
| 4.4 稀土渗碳层成分分析 |
| 4.5 稀土催渗对渗碳层显微硬度的影响 |
| 4.6 稀土渗碳层纳米压痕试验分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 退火对18Cr2Ni4WA钢渗碳层组织及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 退火对18Cr2Ni4WA钢表层组织的影响 |
| 5.2.1 退火温度的影响 |
| 5.2.2 退火时间的影响 |
| 5.3 渗碳层厚度和元素含量的变化 |
| 5.4 退火对渗碳层显微硬度的影响 |
| 5.5 退火前后的相结构分析 |
| 5.6 退火温度对渗碳前后摩擦性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）齿轮钢表面W-Mo涂层的制备及摩擦磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 航空齿轮钢的发展 |
| 1.3 齿轮失效的主要形式 |
| 1.3.1 轮齿折断 |
| 1.3.2 齿面损坏 |
| 1.4 改善齿轮失效的主要措施 |
| 1.5 齿轮表面强化技术及发展 |
| 1.5.1 传统表面强化技术 |
| 1.5.2 现代表面强化技术 |
| 1.6 双辉等离子表面冶金技术 |
| 1.6.1 双辉技术的原理 |
| 1.6.2 双辉技术的特点 |
| 1.6.3 双辉技术的应用 |
| 1.7 课题的提出及可行性分析 |
| 1.7.1 课题提出 |
| 1.7.2 课题的可行性分析 |
| 1.7.3 课题的研究内容 |
| 第二章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 齿轮钢基体双辉W-Mo共渗实验 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 源极与工件极放置方式 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.1.4 实验操作过程 |
| 2.2 齿轮钢基体固体渗C实验 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 实验过程 |
| 2.3 合金层组织形貌及力学性能表征 |
| 2.3.1 组织形貌表征 |
| 2.3.2 合金层力学性能表征 |
| 2.4 合金层摩擦磨损性能表征 |
| 2.4.1 旋转式摩擦磨损实验 |
| 2.4.2 往复式摩擦磨损实验 |
| 2.4.3 检测与分析 |
| 2.5 技术路线图 |
| 第三章 16Cr3NiWMoVNbE钢表面W-Mo共渗工艺研究 |
| 3.1 温度对W-Mo涂层的影响 |
| 3.2 气压对W-Mo涂层的影响 |
| 3.3 极间距对W-Mo涂层的影响 |
| 3.4 保温时间对W-Mo涂层的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 W-Mo涂层的显微结构与力学性能 |
| 4.1 W-Mo涂层的成分与形貌 |
| 4.1.1 W-Mo涂层的表面形貌与成分分析 |
| 4.1.2 W-Mo涂层的截面形貌与成分分析 |
| 4.1.3 XRD分析 |
| 4.2 W-Mo涂层的力学性能测试 |
| 4.2.1 显微硬度测试 |
| 4.2.2 纳米压痕测试 |
| 4.2.3 涂层结合力测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 W-Mo涂层的摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 材料的摩擦磨损 |
| 5.1.1 摩擦 |
| 5.1.2 磨损 |
| 5.1.3 磨损量的计算 |
| 5.2 不同温度条件下各试样的摩擦学行为 |
| 5.2.1 试验条件及参数 |
| 5.2.2 摩擦系数分析 |
| 5.2.3 磨痕形貌分析 |
| 5.2.4 磨损体积 |
| 5.3 不同载荷条件下各试样的摩擦学行为 |
| 5.3.1 试验条件及参数 |
| 5.3.2 摩擦系数 |
| 5.3.3 磨痕形貌 |
| 5.3.4 磨损体积 |
| 5.4 不同滑动速度条件下各试样的摩擦学行为 |
| 5.4.1 试验条件及参数 |
| 5.4.2 摩擦系数 |
| 5.4.3 磨痕形貌 |
| 5.4.4 磨损体积 |
| 5.5 不同摩擦副条件下各试样的摩擦学行为 |
| 5.5.1 试验条件及参数 |
| 5.5.2 摩擦系数 |
| 5.5.3 磨痕形貌 |
| 5.5.4 磨损体积 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）基于电子束的齿轮材料表面梯度涂层复合制备工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.0 问题的提出 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 齿轮的主要失效形式及其在齿轮材料方面的改善措施 |
| 1.2.1 齿轮的失效形式 |
| 1.2.2 改善齿轮失效的齿轮材料方面的措施 |
| 1.3 常用齿面强化方式 |
| 1.3.1 淬火 |
| 1.3.2 渗氮、渗氮 |
| 1.3.3 表面淬火 |
| 1.3.4 机械能表面强化 |
| 1.3.5 表面涂层技术 |
| 1.3.6 高能束表面强化 |
| 1.4 梯度涂层制备工艺及其在齿轮上的应用 |
| 1.4.1 梯度涂层的发展 |
| 1.4.2 梯度涂层制备工艺 |
| 1.4.3 梯度涂层在齿轮上的应用 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2.涂层界面扩散基础理论 |
| 2.1 菲克定律 |
| 2.1.1 菲克第一定律 |
| 2.1.2 菲克第二定律 |
| 2.2 界面扩散 |
| 2.2.1 扩散机理 |
| 2.2.2 表面扩散 |
| 2.2.3 晶界扩散及运动 |
| 2.3 Kirkendall效应 |
| 2.4 反应扩散 |
| 2.5 扩散的热力学 |
| 2.5.1 扩散驱动力 |
| 2.5.2 扩散系数D |
| 2.6 扩散的影响因素 |
| 3.梯度涂层制备工艺及试验方法 |
| 3.1 齿轮梯度涂层设计 |
| 3.1.1 梯度涂层设计思路 |
| 3.1.2 齿轮涂层性能要求 |
| 3.2 涂层材料及结构的选择 |
| 3.3 齿轮材料及处理工艺 |
| 3.4 涂层制备工艺 |
| 3.5 梯度涂层的处理工艺及设备 |
| 3.5.1 HCPEB改性 |
| 3.5.2 反应磁控溅射镀膜 |
| 3.5.3 渗C、N及渗B工艺 |
| 3.5.4 电沉积硬Cr工艺 |
| 3.5.5 淬火 |
| 3.6 组织结构分析方法及设备 |
| 3.7 性能分析测试方法及设备 |
| 3.8 本章小结 |
| 4.HCPEB对磁控溅射Cr/CrN涂层组织性能的影响 |
| 4.1 试验工艺 |
| 4.2 表面形貌及组织结构 |
| 4.2.1 表面形貌 |
| 4.2.2 表面硬度 |
| 4.2.3 表面粗糙度 |
| 4.3 截面元素分布及物理性能 |
| 4.3.1 截面形貌及元素分布 |
| 4.3.2 截面硬度 |
| 4.3.3 涂层结合力 |
| 4.4 涂层的磨损性能及磨损机制 |
| 4.4.1 涂层的滑动摩擦磨损性能 |
| 4.4.2 磨损机制 |
| 4.4.3 影响改性后的Cr/CrN涂层耐磨性的因素 |
| 4.4.4 磨损机制与摩擦磨损性能的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.电子束化学热处理复合工艺涂层组织与性能研究 |
| 5.1 表面形貌及XRD分析 |
| 5.1.1 表面形貌 |
| 5.1.2 表面XRD分析 |
| 5.2 截面组织及物理性能 |
| 5.2.1 截面组织 |
| 5.2.2 断.形貌 |
| 5.2.3 截面硬度 |
| 5.2.4 结合力 |
| 5.3 摩擦磨损特性 |
| 5.4 表面耐腐蚀性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（9）激光重熔及时效对Fe基合金火焰热喷焊（涂）层组织和性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 热喷涂（焊）技术概述 |
| 1.1.1 热喷涂（焊）的基本原理 |
| 1.1.2 热喷涂（焊）的工艺特点 |
| 1.1.3 热喷涂（焊）的材料及分类 |
| 1.1.4 热喷涂（焊）技术存在的问题及发展方向 |
| 1.2 激光表面改性技术的特点及方法 |
| 1.2.1 激光表面改性的特点 |
| 1.2.2 激光表面改性的方法 |
| 1.3 激光表面改性技术的研究进展 |
| 1.3.1 激光与金属的相互作用 |
| 1.3.2 激光表面改性层的强化机理 |
| 1.3.3 激光表面改性技术的研究现状 |
| 1.3.4 激光表面改性技术的应用 |
| 1.4 激光重熔与热喷涂（焊）复合表面改性的研究现状 |
| 1.5 本课题研究的目的、意义及主要内容 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 不同处理态铁基合金热喷涂(焊)层的制备 |
| 2.2.2 铁基合金热喷涂(焊)层的显微组织结构分析 |
| 2.2.3 铁基合金热喷涂(焊)层的性能测定 |
| 第三章 铁基合金热喷焊层的组织和性能 |
| 3.1 铁基合金热喷焊层组织及结构 |
| 3.1.1 热喷焊层显微组织及结构 |
| 3.1.2 激光重熔热喷焊层显微组织及结构 |
| 3.2 铁基合金热喷焊层的性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 连续激光工艺参数对铁基重熔热喷焊层组和性能的影响 |
| 4.1 激光功率对铁基重熔热喷焊层组织和性能的影响 |
| 4.1.1 对熔深和搭接率的影响 |
| 4.1.2 对显微组织的影响 |
| 4.1.3 对硬度和耐磨性的影响 |
| 4.2 激光扫描速度对铁基重熔热喷焊层组织和性能的影响 |
| 4.2.1 对熔深和搭接率的影响 |
| 4.2.2 对显微组织的影响 |
| 4.2.3 对硬度和耐磨性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 时效工艺参数对铁基合金重熔热喷焊层组织和性能的影响 |
| 5.1 时效温度的影响 |
| 5.1.1 时效温度对相组成的影响 |
| 5.1.2 时效温度对组织的影响 |
| 5.1.3 时效温度对硬度的影响 |
| 5.2 时效时间的影响 |
| 5.2.1 时效时间对相组成的影响 |
| 5.2.2 时效时间对组织的影响 |
| 5.2.3 时效时间对硬度的影响 |
| 5.3 不同处理态铁基合金热喷焊层的耐腐蚀性比较 |
| 5.4 不同处理态铁基合金热喷焊层的抗热震性比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 脉冲激光重熔Fe基合金火焰热喷涂层的组织及耐磨性研究 |
| 6.1 脉冲激光重熔工艺参数选择 |
| 6.2 铁基合金热喷涂层组织及结构 |
| 6.2.1 热喷涂层显微组织及结构 |
| 6.2.2 脉冲激光重熔层显微组织及结构 |
| 6.3 脉冲激光重熔工艺参数对激光重熔层组织和性能的影响 |
| 6.3.1 对组织的影响 |
| 6.3.2 对硬度和耐磨性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）考虑涂层厚度的齿轮齿厚偏差设计（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 涂层厚度的确定 |
| 3 实例计算 |
| 3.1 热变形需要的补偿侧隙jn1 |
| 3.2 保证正常润滑需要的侧隙jn2 |
| 3.3 考虑涂层齿厚 |
| 3.4 安装侧隙的计算 |
| 4 总结 |
四、钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究（论文参考文献）
- [1]大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究[D]. 李云峰. 长春理工大学, 2021(01)
- [2]40Cr表面梯度层制备工艺及性能研究[D]. 曾敬. 重庆理工大学, 2020(08)
- [3]航空齿轮涂层材料优选及涂层厚度优化[J]. 程勇,朱加赞,黄宏亮,王宪良,欧代松,李高萌. 燃气涡轮试验与研究, 2020(01)
- [4]双道激光加工小模数齿轮齿面镍基合金涂层的应用研究[D]. 刘干成. 湖北工业大学, 2019(09)
- [5]多弧离子镀制备TiAlN和DLC涂层的工艺方法及其对线齿轮副摩擦学性能的影响[D]. 万玉林. 华南理工大学, 2019
- [6]低碳钢超音速微粒轰击渗碳层的制备及力学性能研究[D]. 陈艳波. 哈尔滨工程大学, 2019(03)
- [7]齿轮钢表面W-Mo涂层的制备及摩擦磨损性能研究[D]. 邱中凯. 南京航空航天大学, 2016(03)
- [8]基于电子束的齿轮材料表面梯度涂层复合制备工艺及性能研究[D]. 侯天凤. 重庆理工大学, 2015(02)
- [9]激光重熔及时效对Fe基合金火焰热喷焊（涂）层组织和性能的影响[D]. 单军战. 安徽工业大学, 2014(03)
- [10]考虑涂层厚度的齿轮齿厚偏差设计[J]. 王丽萍,崔艳梅,王伟鹏. 机械设计与制造, 2013(02)