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论文类型：期刊论文

发表时间：2011-07-11

发表刊物：金属学报

收录刊物：Scopus、SCIE、EI、PKU、ISTIC、CSCD

卷号：47

期号：07

页面范围：958-964

ISSN号：0412-1961

关键字：强流脉冲离子束;硬质合金WC-Ni;表面改性;耐磨性

摘要：利用离子能量为300 keV,束流密度为300 A/cm~2,功率密度为10~8W/cm~2,脉冲宽度为70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对用于核主泵轴密封的WC-Ni硬质合金材料进行了表面辐照处理,辐照次数分别为1,5.10次.利用XRD,SEM和EPMA研究了HIPIB辐照前后WC-Ni硬质合金表层相组成,表面形貌和元素分布的变化.借助显微硬度计和环一块式靡损仪测试了辐照前后硬质合金表层的性能.结果表明,HIPIB辐照硬质合金表层发生由六方碳化物WC向fcc碳化物β-WC_(1-x)转变,转变量随着辐照次数的增加而增加.HIPIB辐照引发硬质合金表层快速重熔和Ni黏结相的择优烧蚀,形成了许多丘状表面凸起,且随着辐照次数的增加,丘状凸起的尺寸增大,当辐照次数增加至10次,形成了网状"峰-谷"起伏结构的重熔烧蚀表面形貌,且具有微区光滑致密化特征.由于HIPIB辐照应力波的显著作用,辐照后硬质合金表层沿深度方向显著硬化.10次辐照后硬化层深度可达160μm,表面摩擦系数降低38%,耐磨性提高近3倍.