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不锈钢如何提高耐磨性

发布时间:2021-02-07 02:39:03

① 304不锈钢怎么提高耐磨性能,

表面渗碳或者渗氮或者碳氮共渗

② 如何提高金属材料的耐磨性

表面处理如化学复合镀
化学组成 如谈含量
热处理工艺 如球墨化退火

③ 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。

④ 如何提高金属材料耐磨性

  1. 金属表面镀层处理。

  2. 跟换耐磨性高的材料

  3. 金属本体热处理

⑤ 如何提高45#钢材的耐磨性

可以利用纳米沉积来镶嵌技术。
利用陶瓷源纳米材料的耐磨、高硬度特性与金属材料的韧性、塑性、弹性相结合,对传统金属材料进行表面改性,从而在基体上镶嵌一层厚度在5-50微米的纳米复合沉积层,使其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、自润滑等性能。

⑥ 如何提高金属材料的耐磨性能

金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料。我国早在商朝即有青铜器出现,春秋战国时代开始使用铁器,铝合金的运用亦已有一百年的历史,就连钛合金都已发展六十多年了, 随着人类文明的演进,金属材料一直扮演着重要的角色,举凡与我们生活息息相关的食,衣,住,行,无不处处见其踪迹,例如陆、海、空、各类运输工具、桥梁、建筑、机械工具,国防重工业等不胜枚举。

在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为机械性能(或称为力学性能)。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。

但在复杂工况条件下,冶金、矿山、港口、电力、煤炭、建材及军事等各个工业行业中,许多工件及设备由于磨损而迅速失效。材料摩擦、磨损和腐蚀虽然很少引起金属工件灾难性的危害,但其造成的经济损失却是相当惊人的。因此,在复杂工况下,耐磨损性能是对金属机械材料部件的新挑战。

金属磨损过程一般分三个阶段:

第一阶段金属磨合、精磨合阶段。采用特殊工艺,人为控制将金属表面凸出部分磨平。凹处补齐,使接触面积加大。光洁度提高。达到减少金属磨损目的,可以使汽车节油,设备节电。

第二阶段金属磨损稳定阶段。在这个阶段金属磨损极少,磨损量与润滑油、负载、速度、温度等条件有关。

第三阶段金属磨损加速阶段。由于磨损量日积月累达到一定程度后,就会发生振动,温度提高,金属表面剧烈磨损导致另件失效,事故发生。也可以发生汽车烧机油现象。

通常使用的提高金属材料耐磨性的办法是淬火,增加其强度。如果要求比较高,且不易淬火可以考虑渗碳、渗氮或者碳氮共渗。在渗碳、渗氮或者碳氮共渗均无法达到要求的情况下可以对金属材料进行表面处理,增加耐磨涂层。

在选择耐磨涂层时,首要考虑的当然是材料的耐磨性能,耐磨材料与金属材料的粘接力也是一个重要因素,材料耐磨性再好,如果无法和金属基材进行很好的粘接,短时间即引起脱落,再好的耐磨材料也不能得到有效的应用。此外,耐磨涂层的处理技术也至关重要,在对一些较复杂的金属材料进行涂层处理时,往往很多技术不易施展或是无法操作,相对来说,喷涂技术操作简单,易于施工,且不受基材的形状限制,处理起来比较方便。因此,选择粘接力强的耐磨材料对金属材料进行喷涂表面处理是一个较为实用提高金属材料耐磨性的方法。如果耐磨材料还能具备耐酸碱腐蚀、耐冲击,摩擦小就更加完美了。目前这类耐磨材料正是表面处理耐磨材料的研究和发展方向。

⑦ 304不锈钢件如何有效加强表面硬度及耐磨性,使产品在200度温度下有效延长使用寿命

晕死,做生意如做人,实在是第一。这不是摆明了欺骗消费者么!气版愤气愤!人家需要权304,就304卖给人家呗,要是没有就直说,拿客户开涮,这不是搬起石头砸自己的脚的么,这厂家!
不锈钢只有两种不被磁铁吸,一种是多用于装饰材料的奥氏体不锈钢,另一种是高含锰的不锈钢。其它如最大分类的铁素体,马氏体等不锈钢都是被磁体吸的。
不诚实的商家!BS!

⑧ 如何提高金属材料耐磨性

1、第一阶段金属磨合、精磨合阶段。采用特殊工艺,人为控制将金属表面凸出部分磨平。凹处补齐,使接触面积加大。光洁度提高。达到减少金属磨损目的,可以使汽车节油,设备节电;

2、第二阶段金属磨损稳定阶段。在这个阶段金属磨损极少,磨损量与润滑油、负载、速度、温度等条件有关;

2、第三阶段金属磨损加速阶段。由于磨损量日积月累达到一定程度后,就会发生振动,温度提高,金属表面剧烈磨损导致另件失效,事故发生。也可以发生汽车烧机油现象。

⑨ 如何通过合金化来提高钢的耐磨性想要提高不锈钢的强度,应采取什么措施

提高不锈钢的耐磨性的方法主要有两个,就是热喷涂法和电镀法。

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