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强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金实验研究

宋同凯

   在TEMP-6型HIPIB装置上HIPIB辐照WC-Ni硬质合金,研究了HIPIB辐照对WC-Ni硬质合金表面形貌、表面粗糙度、相结构、成分、表面显微硬度以及摩擦学性能的影响规律,探讨了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的改性机制。 采用束流密度100-300 A/cm2,辐照次数1-10次的HIPIB辐照WC-13Ni硬质合金。在较低束流密度100 A/cm2时,表面重熔与烧蚀作用较弱,表面略有粗化,增加辐照次数对表面粗糙度影响不大,单次辐照表面层没有新相形成,但增加辐照次数至10次表面层有少量立方碳化物WC1-x产生,这种新相的产生导致了表面显微硬度随着辐照次数增加而减小。当束流密度高于100 A/cm2时,表面重熔与Ni的选择性烧蚀作用增强,形成低Ni含量的致密表面重熔层,同时,表面层发生了WC硬质相向立方碳化物WC1-X相转变,而且在重熔层中该新相的含量随着辐照次数呈增加趋势,辐照硬质合金表面致密化与Ni选择烧蚀的共同作用导致了表面显微硬度随辐照次数的增加而显著提高。此外,随着辐照次数的增加出现表面粗糙化现象。在载荷为10 kg,滑动速度为0.47 m/s的条件下进行的环块式摩擦磨损实验表明,HIPIB辐照硬质合金的比磨损率随着辐照次数的增加而减小。原始硬质合金的比磨损率约为1.2×10-6 mm3/Nm,经过5次辐照,硬质合金的比磨损率降低至原始硬质合金比磨损率的44%,增加辐照次数至10次,硬质合金的比磨损率可显著降低至原始硬质合金的30%. HIPIB辐照显著提高了WC-13Ni硬质合金的耐磨性,可归结为辐照硬质合金的表面硬化。……   
[关键词]:强流脉冲离子束;WC-13Ni硬质合金;WC_1-x相;耐磨性;选择性烧蚀
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2010年
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