【正文】 次實(shí)驗(yàn)中，我們選用的基材是H13鋼，電極材料是WCCo硬質(zhì)合金，通過XRD衍射儀對(duì)大功率沉積層的過渡層，白亮層以及熱影響區(qū)的成分進(jìn)行分析。對(duì)形成的沉積層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過X衍射分析后，在白亮層中，Co元素和W元素有明顯的增加，白亮層中碳元素和鐵元素明顯減少。在電火花沉積層中，W元素和Co元素是電極材料中的元素，它們?cè)诎琢翆又械妮^多，在過渡層以及熱影響區(qū)含量卻一次遞減，且呈梯狀分布。而在基體材料中的元素，如Cr元素、Fe元素、V元素在熱影響區(qū)含量較多，在過渡層和白亮層含量逐漸減少。 可見，電火花沉積后組成工件和電極的各元素均發(fā)生擴(kuò)散和移動(dòng)，而且是在極短的時(shí)間內(nèi)形成分布。在基體材料中，碳元素、錳元素、鐵元素以及鉻元素均向表面擴(kuò)散，在較短的時(shí)間內(nèi)形成較薄的沉積層，結(jié)果導(dǎo)致白亮層中具有一定量的鐵元素和鎢元素，以及一些少量的錳元素、鉻元素、碳元素等。 電火花沉積層相結(jié)構(gòu)分析 圖3—16 沉積層的X射線衍射圖用x射線衍射儀對(duì)電火花沉積層金相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到的衍射譜如圖316所示，由圖316白亮層表面進(jìn)行X 射線衍射分析，由射線衍射分析的結(jié)果，可以確認(rèn)沉積表層的結(jié)構(gòu)為C、C、C、Si C等。由此可知，工件材料和電極材料的成分對(duì)沉積層組織結(jié)構(gòu)的影響很大。 電火花沉積層隨時(shí)間變化規(guī)律分析用WCCo硬質(zhì)合金電極棒對(duì)H13鋼進(jìn)行電火花沉積強(qiáng)化，對(duì)沉積層隨時(shí)間變化進(jìn)行光學(xué)顯微鏡觀察： 圖 317 不同時(shí)間下的試樣斷面掃描沉積層為圖 317中的白亮層，圖317從上到下沉積時(shí)間不斷增加，、5（單位：min），沉積層厚度與沉積時(shí)間的關(guān)系： ，沉積層厚度增加，繼續(xù)沉積到5min，沉積層厚度反而減小。 沉積過程中在H13鋼基體表面上熔覆WCCo硬質(zhì)合金電極材料，沉積層反復(fù)經(jīng)受冷熱作用造成很大的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，使其熱學(xué)性能和力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，形成的沉積層塑性、韌性變差，最終在沉積層內(nèi)產(chǎn)生熱疲勞裂紋。熱疲勞裂紋不斷萌生擴(kuò)展,造成沉積層微塊剝落，使沉積層質(zhì)量和厚度增加困難，甚至減少，且沉積層性能惡化。可見，熱疲勞應(yīng)力是限制沉積層增厚的一個(gè)主要原因。沉積層化學(xué)成分的變化也是限制沉積層厚度增加的一個(gè)重要因素。在用單一電極沉積時(shí)，隨著沉積時(shí)間的增加，電極材料的物質(zhì)遷移量增加，被沉積試樣表面的合金成分逐漸接近電極材料的成分，此時(shí)遷移到試樣表面的電極材料將減少，最終沉積層厚度達(dá)到最大值并停止增加。研究證明，沉積層厚度達(dá)到最大后更換電極進(jìn)行沉積，沉積層厚度會(huì)繼續(xù)增加，達(dá)到新的最大值。 圖318 基體沉積后橫截面形貌（5min） 圖318是沉積時(shí)間5min后沉積層的橫截面顯微形貌。此時(shí)沉積層裂紋漸多，沉積層破碎減薄，孔隙較多，產(chǎn)生撕裂、碎化的傾向更加嚴(yán)重，有的地方出現(xiàn)脫落現(xiàn)象[15]，沉積層質(zhì)量較差，沉積時(shí)間是影響電火花沉積層厚度與質(zhì)量的一個(gè)重要因素。追求沉積效率，減少沉積時(shí)間，就不能得到較大厚度的沉積層；另一方面，沉積時(shí)間過長(zhǎng)不但不能得到更大厚度的沉積層，反而會(huì)影響沉積層質(zhì)量。在一定條件下存在一個(gè)最佳沉積時(shí)間。合理選擇沉積時(shí)間才能在滿足厚度要求的同時(shí)保證沉積層質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)中2min為最佳沉積時(shí)間。 基材（H13鋼）在隨時(shí)間變化沉積時(shí)，沉積層厚度并不是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而無限增厚,達(dá)到一定厚度后延長(zhǎng)沉積時(shí)間反而會(huì)使沉積層變薄。 本章小結(jié) 本章主要研究了電火花沉積層的組織結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備得到的金相分析可知，沉積點(diǎn)的相互連接和重疊形成沉積層。電火花沉積強(qiáng)化并不是像傳統(tǒng)表面加工工藝一樣的涂敷過程，而是工件材料和電極材料的各元素發(fā)生擴(kuò)散以及合金化反應(yīng)的過程。 通過X射線衍射和電鏡掃描分析可知，基材（H13鋼）在沉積時(shí)，白亮層中主要含有C、C、C、Si C等成分。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，基材（H13鋼）在隨時(shí)間變化沉積時(shí)，沉積層厚度并不是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而無限增厚,達(dá)到一定厚度后延長(zhǎng)沉積時(shí)間反而會(huì)使沉積層變薄；通過金相照片可以看見白亮層情況惡化，沉積層破碎減薄,孔隙較多,產(chǎn)生撕裂、碎化的傾向更嚴(yán)重,有的地方出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,沉積層質(zhì)量較差；主要原因是由于電火花表面沉積是利用火花放電的能量使金屬材料在瞬間熔化甚至氣化,然后又急劇地冷卻而凝固,在這種驟熱驟冷的過程中,沉積層內(nèi)部存在著熱應(yīng)力,反復(fù)的熱作用使沉積層產(chǎn)生熱疲勞,達(dá)到一定程度后便產(chǎn)生裂紋而最后崩裂,導(dǎo)致碎化、脫落現(xiàn)象的出現(xiàn)。經(jīng)過電火花沉積強(qiáng)化后，沉積層的硬度提高。電火花沉積后組成工件和電極的各元素均發(fā)生擴(kuò)散和移動(dòng)，在極短的時(shí)間內(nèi)形成分布，工件元素和電極元素呈一定的梯度分布。第四章 結(jié) 論 本文通過對(duì)比電火花沉積工藝和一些傳統(tǒng)的表面強(qiáng)化方法（熱噴涂、化學(xué)熱處理、氣相沉積鍍膜等），得出了電火花沉積強(qiáng)化工藝的一些優(yōu)勢(shì)。通過研究分析了沉積層的厚度隨時(shí)間變化，得出的結(jié)論主要包括： 以WCCo硬質(zhì)合金為電極，基材（H13鋼）在大功率長(zhǎng)時(shí)間沉積時(shí)，白亮層中主要含有C、C、C、Si C等成分；可知電火花沉積對(duì)沉積層的相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響； 經(jīng)過大功率電火花沉積強(qiáng)化，沉積層的硬度為1500HV,對(duì)于基材有所提高； 在電火花沉積層中，電極材料中的鎢元素和鈷元素在白亮層中的較多，在過渡層和熱影響區(qū)含量逐漸下降；基體材料中的鉻元素、鐵元素、釩元素在熱影響區(qū)含量較多，并向表層擴(kuò)散，所以白亮層中含有一定的鉻 元素、鐵元素以及釩元素，可見電火花沉積是一個(gè)合金化的過程。 基材（H13鋼）在隨時(shí)間變化沉積時(shí)，沉積層厚度并不是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而無限增厚,達(dá)到一定厚度后延長(zhǎng)沉積時(shí)間反而會(huì)使沉積層變??；通過金相照片可以看見白亮層情況惡化，沉積層破碎減薄,孔隙較多,產(chǎn)生撕裂、碎化的傾向更嚴(yán)重,有的地方出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,沉積層質(zhì)量較差；主要原因是由于電火花表面沉積是利用火花放電的能量使金屬材料在瞬間熔化甚至氣化,然后又急劇地冷卻而凝固,在這種驟熱驟冷的過程中,沉積層內(nèi)部存在著熱應(yīng)力,反復(fù)的熱作用使沉積層產(chǎn)生熱疲勞,達(dá)到一定程度后便產(chǎn)生裂紋而最后崩裂,導(dǎo)致碎化、脫落現(xiàn)象的出現(xiàn)。參考文獻(xiàn)[1] [ D]. 南京：南京航空航天大學(xué)，2010[2] 馮弘. AISI H13表面電火花沉積Mo和Ti合金層組織及其性能研究[ D] . 陜西: 太原理工大學(xué)[3] [ D] . 安徽：合肥工業(yè)大學(xué)，2009[4] [ D] .第九屆國(guó)際熱噴涂研討會(huì)(ITSS39。2006)暨第十屆全國(guó)熱噴涂年會(huì) .(CNTSC39。2006)，2006[5] 王建升 [ J] .《中國(guó)表面工程》，2003[6] 李慧娟. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片封嚴(yán)篦齒電火花表面強(qiáng)化設(shè)備的研制[ D] .北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2006[7] [期刊論文]機(jī)械工程材料 2006(12)[8] 王建升，孟惠民，樊自栓，等．鑄鋼軋輥電火花沉積YG8涂層的組織結(jié)構(gòu)和性能[ J]北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009,31(9)：1152－1151[9] [期刊論文]材料熱處理學(xué)報(bào) 2008(2)[10] 馮弘，王耀武，田林海，等．H13鋼表面電火花沉積鉬涂層的摩擦磨損特性研究[ J]．熱加工工藝，2010, 39(4):9698[11] 高玉新，徐東， 鋼電火花沉積超細(xì)涂層的摩擦磨損性能[ J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10（34）：6366[12] 羅成，董仕節(jié)， 鋼表面電火花沉積TiB2 涂層特性研究［J］.模具工業(yè)，2009，35（3）：6366[13] 喬生儒，韓棟，[ J].機(jī)械工程材料，2004, 28(8):79[14] ［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987：6466[15] 張富巨，華愛兵，徐　鍇，等．[ J]．焊接學(xué)報(bào)，2004，25（3）：113116[16] Di ping GuWeisheng Zhu Shigen. Effect of electrospark alloying process on microstructure and properties of the coating[ J] . Journal of Dong hua University, 2002, 19( 4) : 95～97[17] Materialia,47(11)(2002):725附錄一 任務(wù)書一、畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文的目的本次畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文綜合訓(xùn)練學(xué)生金屬塑性成形理論、金屬表面改性技術(shù)等所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，增強(qiáng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，同時(shí)對(duì)學(xué)生的試驗(yàn)?zāi)芰?、外語水平、計(jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行考核。二、主要內(nèi)容 本論文（設(shè)計(jì)）主要進(jìn)行電火花沉積涂層、等離子熔覆涂層的制備、涂層的研究與設(shè)計(jì)工作，涂層的性能測(cè)試及先進(jìn)涂層技術(shù)在應(yīng)用單位工件上的應(yīng)用這幾個(gè)方面開展工作。擬以現(xiàn)有電火花沉積設(shè)備和等離子熔覆設(shè)備為主要試驗(yàn)設(shè)備，深入研究電火花表面沉積和等離子熔覆的機(jī)理及涂層的形成規(guī)律，并分析和研究了涂層的組織、成分、特性及形成規(guī)律：通過選擇和控制涂層參數(shù)，用相同電極和工件材料進(jìn)行試驗(yàn)，探討時(shí)間對(duì)涂層質(zhì)量、厚度及表面硬度、耐磨性的影響規(guī)律，得出了提高沉積層質(zhì)量和沉積效率的優(yōu)化時(shí)間工藝參數(shù)。三、重點(diǎn)研究問題課題主要包括：針對(duì)應(yīng)用工件材料，用電火花沉積設(shè)備采用陶瓷硬質(zhì)合金電極沉積合金鋼及鑄鐵。用等離子熔覆設(shè)備采用不同的合金粉末在鑄鋼或合金鋼基體上熔覆合金層。1．研究WCCo硬質(zhì)合金涂層的制備及其制備優(yōu)化技術(shù)的研究亞微米WCCo硬質(zhì)合金電極、通過電火花沉積工藝方式進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過調(diào)整不同的工藝時(shí)間進(jìn)行不同的組合沉積，研究不同沉積時(shí)間對(duì)沉積層性能（孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度、表面狀態(tài)、硬度、耐磨性等）影響規(guī)律，優(yōu)化沉積層及其制備工藝。2． 微觀組織結(jié)構(gòu)的研究研究涂層的微觀形貌、相組成及分布；研究沉積層WC分解的過程及一些物相的分布；分析沉積層的微觀結(jié)構(gòu)以及納米尺度分布；研究碳化物粒子的尺寸以及微米粒子的比例對(duì)涂層性能的影響；研究沉積層內(nèi)超細(xì)顆粒形成原因及其機(jī)理。3. 沉積層耐磨性能的研究針對(duì)鋼廠軋輥的磨損問題，對(duì)沉積層進(jìn)行室溫滑動(dòng)磨損和高溫滑動(dòng)磨損試驗(yàn)，分析沉積層磨損機(jī)理；研究摩擦系數(shù)及摩擦力在磨損試驗(yàn)過程中的變化；分析沉積層微觀結(jié)構(gòu)與沉積層耐磨性的關(guān)系。4. 沉積層耐磨性能的影響因素以及磨損機(jī)理的研究 針對(duì)沉積層在不同服役條件下耐磨性能變化的問題，研究各因素對(duì)沉積層耐磨性的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究。研究載荷、滑動(dòng)速度等服役工況對(duì)涂層磨損性能的影響；研究涂層微觀結(jié)構(gòu)對(duì)涂層磨損性能的影響；研究涂層硬度、彈性模量、斷裂韌性對(duì)涂層磨損性能的影響；研究熱處理對(duì)涂層微觀結(jié)構(gòu)以及耐磨性的影響。5. 沉積層厚度隨時(shí)間變化規(guī)律研究 隨時(shí)間變化研究沉積層厚度變化規(guī)律；分析沉積層厚度變化成因，優(yōu)化沉積層制備效率及質(zhì)量。6. 電火花沉積因其簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、靈活等特點(diǎn)使其應(yīng)用在工業(yè)界日益廣泛，可在惡劣環(huán)境下工作的飛輪﹑轉(zhuǎn)輪﹑軋輥等表面的沉積強(qiáng)化。研究電火花沉積和等離子熔覆工藝應(yīng)注意根據(jù)不同的工作環(huán)境采取不同的沉積工藝，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。四、主要研究方法使用電火花沉積的方法把WCCo硬質(zhì)合金電極棒熔覆到鋼基體上，制備出納電火花沉積涂層；利用XRD、SEM、TEM研究涂層微觀組織結(jié)構(gòu)；利用顯微硬度儀測(cè)量涂層硬度；利用HT600高溫磨損試驗(yàn)機(jī)研究涂層的滑動(dòng)磨損性能；利用高溫電阻爐內(nèi)進(jìn)行高溫氧化試驗(yàn)來測(cè)定涂層的抗高溫氧化試驗(yàn)性能。五、論文成果要求3000字以上外文翻譯一份；2000字以上開題報(bào)告一份（查閱文獻(xiàn)應(yīng)在15篇以上，文獻(xiàn)綜述引用應(yīng)在15篇以上，含兩篇以上外文）；說明書一份（包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、正文、翻譯），正文要求15000以上。電子文檔一套：含畢業(yè)論文說明書、開題報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告、外文專業(yè)資料翻譯原稿、翻譯稿。六、其它⑴ 嚴(yán)格遵守學(xué)院的作息時(shí)間，做好考勤工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，學(xué)生原則上不得請(qǐng)假。若遇到面試或其他必須請(qǐng)假的事情，首先必須征得指導(dǎo)教師的同意，再到系里辦理請(qǐng)假手續(xù)。學(xué)生畢業(yè)論文缺作三分之一以上的，不得參與畢業(yè)答辯。⑵ 按照畢業(yè)論文進(jìn)度表將階段任務(wù)在指定的時(shí)間段完成，上交指導(dǎo)教師審閱。⑶ 鼓勵(lì)相互探討，但杜絕抄襲。