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注册建筑师复习指导:稀土表面工程技术

2014-06-09 一级建筑师 点击: 次  建培教育

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  •   8、稀土表面工程技术

      稀土表面工程技术中极少有直接使用纯稀土金属的,绝大多数使用稀土化合物,最常见的几种化合物有CeO2、La2o3、LaF3、CeF3、CeS2、Y2O3及稀土硅铁等。表面工程中加入稀土元素通常采用化学热处理、喷涂、电沉积、气相沉积和激光涂覆等方法。

      稀土元素对化学热处理的影响主要表现为有显著的催渗作用,大大优化工艺过程;加入少量稀土化合物,渗层深度可以明显增加;改善渗层组织和性能。从而提高模具型腔表面的耐磨性、抗高温氧化性和抗冲击磨损性。

      利用热喷涂和喷焊技术,将稀土元素加入涂层,可取得良好的组织与性能,使模具型腔表面具有更高的硬度和耐磨性。

      物理气相沉积膜层性能的优劣和膜与基体结合强度大小密切相关,稀土元素的加入有利于改善膜与基体的结合强度,膜层表面致密度明显增大。同时,加入稀土元素可以使膜层耐磨性能也得到明显改善,例如应用于模具型腔表面的超硬TiN膜(加入稀土元素),使模具型表面呈现出高硬度、低摩擦系数和良好的化学稳定性,提高了模具的使用寿命。

      含稀土化合物的涂覆层,可大幅度提高模具金属材料表面对激光辐照能量的吸收率,对降低能耗和生产成本,以及推广激光表面工程技术都有重要意义。稀土涂覆层经激光处理后,组织和性能发生明显改善,涂覆层的硬度和耐磨性显著提高,耐磨性是45#钢调质的5-6倍。对加入CeO2的热喷涂层进行激光重熔,研究发现合金化层的显微组织明显改变,晶粒得到细化。激光重熔加入稀土后的喷焊合金,稀土化合物质点在其中弥散强化,降低晶界能量,提高晶界的抗腐蚀性能,模具型腔表面的耐磨性也大大增强,有的文献报道稀土元素提高了耐磨性达1-4倍。另外,有研究发现,加入混合稀土化合物的效果优于单一稀土化合物。

      把稀土元素加入镀层可采用电刷镀、电镀等电沉积方法。稀土甘氮酸配合物的加入使镀层防氧钝化寿命明显提高;稀土元素有催化还原SO2的作用,可以抑制Ni-Cu-P/MoS2电刷镀镀层中MoS2的氧化,明显改善了镀层的减摩性能,提高了抗腐蚀的能力,使模具型腔表面的耐磨寿命延长近5倍。



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