MoS2含量对Ni基固体润滑涂层性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂的方法在45钢表面制备四种含有MoS2的镍基固体润滑涂层,并研究了MoS2含量对涂层组织和性能的影响.结果表明,MoS2作为一种软质润滑相存在涂层中,能显著降低涂层的摩擦系数和磨损率;随着MoS2含量的增加,涂层中的润滑相和孔隙均增加,而显微硬度和结合强度却呈明显下降趋势.当MoS2含量为6.0%时,涂层的磨损率为0.38×10-3mg·s-1,耐磨性最优.     

镍基复合材料涂层的激光熔覆制备及表征

利用激光熔覆技术在在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCr/Cr3C2-MoS2-BaF2复合材料耐磨自润滑涂层,采用X衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析了熔覆层的物相组成及显微组织,采用显微硬度计测试了涂层沿层深方向的显微硬度分布,并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明：涂层主要由γ-( Ni,Fe)共晶化合物、碳化物硬质Cr7C3、CrS以及少量的MoS2润滑相和少量BaF2组成,熔覆层的显微硬度平均值约为783 HV0.2,是基体的2.44倍,熔覆层总体摩擦因数和磨损率明显低于基体,磨损率约为基体的1/5。磨损过程中产生的润滑氧化膜有利于提高其耐磨损性能。     

爆炸喷涂WC-12Co/MoS_2复合涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高爆炸喷涂WC-12Co涂层的耐磨性,在WC-12Co合金粉末中添加不同比例的MoS2粉末,利用爆炸喷涂技术在Q235钢表面制备了系列WC-12Co/MoS2复合涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对WC-12Co/MoS2复合涂层的微观组织形貌、结构、显微硬度、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,MoS2均匀的分布于复合涂层中,当MoS2含量为2%时,复合涂层的硬度、致密度变化不大,但摩擦系数和磨损率大幅度下降,分别为WC-12Co涂层的50%和36%.随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦系数和磨损率均呈上升趋势.     

CNTs含量对微弧等离子喷涂CNTs/AT40涂层力学性能的影响

采用微弧等离子喷涂成功制备了CNTs/Al_2O_3-40%TiO_2复合吸波涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、显微硬度计等测试手段,对涂层的组织结构、结合强度、显微硬度和热震性能进行了测试分析。结果表明:涂层组织结构致密,孔隙率低;CNTs的含量对复合涂层的力学性能有较大影响,随CNTs含量的增加,CNTs/AT40复合涂层的结合强度、显微硬度和热震性能都先增大后减小。CNTs质量分数为3%时,平均结合强度最高,厚度0.5 mm时结合强度为32.08 MPa,比AT40涂层的结合强度24.09 MPa提高了33.2%,平均显微硬度为821.6 HV0.1,比AT40涂层提高了20.4%,厚度2.0 mm时热震次数为63次,比AT40涂层增加了16%。     

等离子喷涂AT13/MoS_2复合涂层的摩擦学性能

采用等离子喷涂技术在45钢基体表面上制备了4种不同MoS2含量(0%,3%,6%,9%)的AT13/MoS2复合涂层,研究了不同MoS2含量的AT13/MoS2复合涂层的磨损表面形貌和涂层的摩擦学性能。结果表明,随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦因数逐渐降低,但当MoS2含量为6%时,复合涂层的体积磨损量最低,涂层的综合性能最好;AT13涂层的磨损机理主要是磨粒磨损,随着MoS2含量的增加,复合涂层的磨损机理由疲劳磨损和摩擦磨损向磨粒磨损转变。     

机械合金化制备Ti-Cu非晶涂层

对Ti6Al4V(TC4)合金表面进行机械合金化处理,在Ti6Al4V表面制备Ti-Cu非晶涂层。利用SEM、EDX和XRD等检测手段对涂层的显微组织与物相成分进行分析,通过摩擦磨损试验、显微硬度测试和划痕试验分别对涂层截面的显微硬度、涂层的摩擦耐磨性能及结合强度进行分析测试。分析结果表明:适当延长球磨时间可提高涂层的非晶化程度和致密度;当球磨时间达到11 h时,涂层最为致密,涂层厚度为40μm,且此时涂层与基体之间发生元素互扩散而形成冶金结合;涂层截面的显微硬度呈梯度变化,涂层的显微硬度最大值达593 HV0.1;涂层的摩擦因数和磨损量均较TC4基体的有显著减小,球磨11 h后,涂层的摩擦因数为0.18,磨损量为0.8 mg;涂层的结合强度亦随着球磨时间的延长而增加,球磨11 h后,涂层结合强度为44.6 N。     

Ti_3SiC_2含量对激光熔覆自润滑涂层组织及性能的影响

利用半导体激光器在TC4钛合金表面激光熔覆Ni60+Ti_3Si C_2混合粉末,成功制备了Ni基自润滑复合涂层。利用OM、SEM、XRD、EDS等分析了涂层的微观组织及物相组成,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:不同Ti_3Si C_2含量的涂层主要由TiC、TiB_2、Ti_5Si_3、Ti_3SiC_2、γ-Ni基体等物相组成,涂层组织分布致密均匀;涂层的显微硬度显著提高主要归功于TiC、TiB_2硬质相的存在,当Ti_3SiC_2含量为7.5%时显微硬度最高,为1150 HV0.2;当Ti_3SiC_2含量为10%时,摩擦因数稳定在0.26~0.30,磨损量最小为1.2 mg。     

等离子喷涂NiCrAl涂层性能与厚度关系研究

采用优化工艺参数,在45钢基体表面等离子喷涂不同厚度(100、250、300和550μm)NiCrAl涂层,研究了涂层厚度与涂层粘结强度、硬度、孔隙率的关系.结果表明,涂层厚度增加,粘结强度、显微硬度随之减小,粘结强度分别为76.6、43.2、34.4和21.4MPa,显微硬度分别为321、290、245和220HV;涂层厚度增加,孔隙率增加,分别为0.42%、0.49%、0.84%和1.13%.     

hBN含量对等离子喷涂NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层力学性能的影响

采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术以Cr3C2和hBN为核心制备了NiCr/Cr3C2-h BN复合粉体,并用等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr3C2-hBN涂层,研究了涂层的显微结构、物相组成、显微硬度和结合强度。研究结果表明,等离子喷涂NiCr/Cr3C2-h BN复合涂层呈典型的层状结构,各层之间结合良好。涂层的显微硬度和结合强度均随hBN含量的增加逐渐降低,当hBN含量为20%时,涂层的显微硬度和结合强度分别为NiCr/Cr3C2涂层的66%和50%。涂层断裂位置发生在涂层内部,为典型的脆性断裂。     

含MoS2的超音速喷涂WC-10Co-4Cr复合涂层摩擦性能研究

利用超音速火焰喷涂方法,以WC-10Co-4Cr为基体,添加MoS2以制备WC- 10Co-4Cr/MoS2自润滑复合涂层;对比分析了添加不同含量MoS2涂层的微观组织结构和物相;重点进行了摩擦磨损试验,研究润滑相MoS2对超音速喷涂WC涂层摩擦学特性的影响机理.研究结果表明:引入的MoS2一少部分转化成新态,其余则进入WC涂层空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到润滑作用,并有效地降低了摩擦因数,使摩擦磨损过程中温升降低,有效减少热损伤,提高了涂层的耐磨性能;WC-10Co-4Cr/MoS2复合涂层具有很好的自润滑性,w(MoS2)15％时WC-10Co-4Cr/MoS2复合涂层的摩擦磨损性能最佳.     

MoS2-Zr复合薄膜的摩擦学性能研究

目的改善MoS_2薄膜的疏松结构,提高其硬度及摩擦磨损性能。方法采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS_2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌。采用EDS检测薄膜的成分,采用显微维氏硬度计测试薄膜的硬度,采用Rockwell-C硬度计进行压痕测试实验,采用球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。结果 MoS_2-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值为300~500HV。复合薄膜与基体的结合力随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降。含Zr原子数分数为15%的MoS_2-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10~7 mm~3·N~(–1)·m~(–1),耐磨寿命达5.25×105 r。结论 Zr的掺杂改善了纯MoS_2薄膜的疏松结构,提高了MoS_2薄膜的硬度和结合力,合适的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命。     

活塞环表面织构化镀层的摩擦性能研究

目的以缸套/活塞环为试验对象,研究激光织构化与固体润滑镀层的协同减摩作用。方法采用脉冲激光在活塞环表面进行微孔化处理,利用电脉冲沉积法在微孔内制备具有不同MoS_2微粒浓度的Ni-MoS_2复合镀层,通过往复式摩擦试验研究织构化表面沉积固体润滑剂对活塞环-缸套的影响机制。结果镀液中MoS_2微粒浓度对镀层的硬度和摩擦学性能影响较大,相同电流密度下,电镀液中MoS_2微粒的质量浓度为5g/L时的镀层硬度最高,该浓度下Ni-MoS_2复合镀层在干摩擦下具有最佳的摩擦系数和最低的磨损率。织构化复合镀层可以显著改善接触面间的摩擦性能,相比未织构化摩擦配副,摩擦系数降低约0.2,磨损率下降50%。结论干摩擦条件下,表面织构可以有效地储存摩擦副之间的固体润滑剂和磨粒,在接触表面形成连续润滑膜,减少磨粒磨损。     

氮气流量对CrCN镀层摩擦学性能的影响

目的研究氮含量对Cr CN镀层结构和摩擦学性能的影响。方法采用微弧离子镀技术制备Cr CN镀层,通过改变氮气的流量来改变镀层中氮元素含量。利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察镀层的截面和表面形貌,采用划痕法对镀层与基体的结合强度进行评价,采用维氏硬度计测试镀层的显微硬度,利用针盘式摩擦磨损试验机测定镀层的摩擦系数。结果当通入的氮气流量逐渐增大时,镀层由致密细小的颗粒逐步演变为含微孔的柱状组织。当氮气流量为3 m L/min时,镀层中生成的弥散分布的硬质相具有显著的强韧化作用,镀层的膜基结合力和硬度分别达到最大值41 N和1476HV,摩擦系数略微增大。继续增大氮气流量后,镀层性能有所下降。结论通过控制氮气流量来控制镀层中氮元素的含量,可以显著优化镀层结构和性能,达到结合强度、硬度和摩擦系数的最优化配置。     

聚酰胺酰亚胺涂层添加润滑剂对其摩擦性能的影响

目的研究固体润滑剂对聚酰胺酰亚胺(PAI)涂层摩擦磨损性能的影响。方法由偏苯三酸酐(TMA)和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)合成并添加二硫化钼、二硫化钨、石墨制备自润滑PAI涂层,并对其用HSR-2M型高速往复摩擦试验机进行磨损实验。结合ATR-FTIR、TA-TG热重、磨痕形貌等表征手段,对自润滑PAI涂层摩擦性能进行表征,探究了固体润滑剂的种类与含量对聚酰胺酰亚胺涂层摩擦性能的影响。结果载荷与PAI涂层的摩擦系数呈反比例关系,当Mo S2含量达到30%时,PAI涂层的摩擦系数降至0.1744。添加固体润滑剂后,PAI涂层的摩擦系数减小,磨痕宽度变窄,磨痕变浅,表面粗糙度相对较低。结论具备最佳摩擦性能的涂层添加了30%Mo S2,添加10%石墨的涂层次之,添加10%WS2的涂层较好。添加固体润滑剂可明显提高PAI涂层的摩擦磨损性能,增加其使用时长。     

二硫化钼-石墨-银基复合材料的载流摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金法制备了二硫化钼-石墨-银基复合材料。研究了二硫化钼含量对石墨-银基复合材料物理与力学性能的影响。并在自制的摩擦磨损试验装置上考察了复合材料机械摩擦磨损和载流摩擦磨损性能。结果表明：二硫化钼的加入提高了复合材料的密度、硬度、抗弯强度和导电性。在载流和不载流条件下,随着二硫化钼含量的增加,复合材料的磨损率降低,但摩擦系数稍有升高;载流条件下,复合材料的摩擦系数小于未载流条件下的摩擦系数,磨损率比未载流条件下的大。     

Microstructure and Tribological Behavior of Cr-Cu-N Coatings Deposited by Ion Beam Assisted Magnetron Sputtering

Cr-Cu-N coatings with copper content from 0 at%to 6.8 at%were deposited on silicon and M2 steel by ion beam assisted magnetron sputtering.The microstructure and composition of the coatings were characterized using SEM,GDOES,XRD and XPS.The mechanical properties of the coatings were tested on a standard hardness tester.The tribological behavior of the coatings in dry wear condition was studied by means of ball-on-disc wear test.The experimental results show that addition of copper can restrict the columnar crystal growing to a certain degree.XRD and XPS analysis indicate that coatings are mainly composed of Cr and CrN phase.Cu is mainly existed in a free state in the coatings.Copper adding has no obvious effects on the hardness of the coatings.However,the coatings fracture toughness can be improved by doped copper.The coefficient of friction of the coatings against bearing steel is in the range of 0.25-0.6 changing with the copper content.The coating with 2.6 at%copper shows the lowest coefficient of friction about 0.25 and wear rate which is about one tenth of that of the coating with 6.8 at%copper.The higher coefficient of friction and wear rate of the coating with 6.8at%copper may be attributed to its lower bonding strength.     

无气喷涂MoS2/Cu/C复合涂层对海上管柱螺纹抗粘扣性能的影响

目的 采用无污染的无气喷涂表面处理工艺,制备MoS₂/Cu/C复合涂层,提高海上管柱螺纹抗粘扣性能。方法 在MoS₂/C涂层中掺杂纳米级Cu粉末,采用无气喷涂+高温固化+喷砂处理工艺,制备MoS₂/Cu/C复合涂层。通过显微组织、硬度测定和摩擦试验,分别评价MoS₂/Cu/C复合涂层的微观组织、显微硬度和摩擦系数,并通过扫描电子显微镜对MoS₂/Cu/C复合涂层进行形貌分析。最后,在实物试样上进行上卸扣试验,测试其抗粘扣性能。结果 无气喷涂+高温固化过程中,半熔融粉末经过多次叠加,沉积形成致密的结构,未见明显孔隙。对MoS₂/Cu/C复合涂层进行喷砂预处理,可明显提高涂层的均匀度,增加涂层的粘结强度。涂层与基体之间呈锯齿形紧密机械结合,喷砂无气喷涂前后,基体硬度未发生改变,未对金属基体造成不利影响。MoS₂/Cu/C复合涂层在螺纹表面结合形成光滑的保护膜,螺纹表面摩擦系数降低,上扣扭矩降低幅度为19%～23%。结论 在Mo S2/C涂...     

On Sliding Friction of PEEK Based Composite Coatings

POLYETHERETHERKETONE(PEEK)is a high-temperature thermoplastic and is suited for tribologicalapplications due to its excellent thermal stability andgood wear resistance properties.Solid lubricant asfillers in forms of fibre and powder in PEEK matrix hasbeen reported to reduce the wear rate of PEEK[1-4].In recent years,in order to meet the demand ofengineering and design driven by ecological andeconomical reasons,there have been many researchesdevoted to the preparation of PEEK coa…     

HVOF喷涂Ni基涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）制备了3种镍基涂层，并对涂层的性能进行测试。结果表明：烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44．6MPa、显微硬度963．8HV，均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层；Ni包C涂层孔隙率最高，达5．4％，并含有许多的未熔软质相；涂层中的镍起粘结作用，能显著提高涂层的结合强度和显微硬度；起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度。     

MoS2/Pb-Ti多层薄膜的结构和摩擦学性能

目的 设计MoS2/Pb-Ti多层薄膜,改善真空和大气环境下的摩擦学性能。方法 采用磁控溅射技术沉积MoS2/Pb-Ti多层薄膜,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、纳米压痕仪、真空和大气摩擦磨损实验,分别评价MoS2/Pb-Ti多层薄膜的表面形貌、微观结构、力学性能、真空和大气环境下的摩擦学性能,并通过光学显微镜、能谱仪（EDS）、Raman光谱仪对磨痕及磨斑进行分析。结果 随着MoS2层厚度的增加,MoS2/Pb-Ti多层薄膜的表面颗粒逐渐细化,变得更加光滑。同时,微观结构由金属相主导转变为由MoS2相主导,弹性模量逐渐降低,硬度则先升高后降低。在真空环境下,MoS2/Pb-Ti多层薄膜的摩擦系数低至0.01,磨损率低至2.2×10?7 mm3/(N?m),大气环境下摩擦系数低至0.07左右,磨损率低至2.7×10?7 mm3/(N?m)。 结论 在真空摩擦磨损实验中,MoS2层厚度过薄时,MoS2/Pb-Ti多层薄膜的磨损机制为粘着磨损,MoS2层厚度增加有助于形成稳定的转移膜,使得摩擦磨损大幅降低。在大气摩擦磨损实验中,Ti保护MoS2的结构免于H2O和O2的破坏,使体系具有低而稳定的摩擦磨损。