超音速火焰喷涂技术制备的双峰WC–CoCr涂层磨粒磨损特性

采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)工艺分别制备了双峰结构和常规结构的WC–CoCr复合涂层。比较了不同结构WC–CoCr涂层的组织结构、显微硬度和断裂韧性;在涂层磨粒磨损实验的基础上,探讨了双峰结构WC–CoCr涂层的磨损机理。结果表明:与常规结构的WC–CoCr复合涂层相比,在由含质量分数30%超细WC粉末制备的双峰结构涂层中,WC在黏结相中溶解最多,断裂韧性最低;由含质量分数50%超细WC粉末制备的双峰结构涂层最致密,显微硬度与断裂韧性最高,耐磨粒磨损性能最优良。     

超细25%NiCr-Cr_3C_2粉末制备及HVOF涂层性能研究

本文采用超细碳化铬粉末通过团聚烧结工艺制备球形25%NiCr-Cr3C2复合粉末,使用超音速火焰喷涂工艺制备耐高温磨损涂层,分析了超细25%NiCr-Cr3C2复合粉末的化学成分和表面形貌,通过涂层的结合强度和显微硬度与常规粉末的对比实验,研究超细Cr3C2颗粒对超音速火焰喷涂涂层的性能影响。     

电弧喷涂含陶瓷颗粒铝基复合涂层的微结构和性能

采用5052半硬铝带分别包覆Al_2O_3、SiC、B_4C、TiC陶瓷颗粒制备的粉芯丝材进行电弧喷涂试验,制备了含陶瓷颗粒的铝基复合涂层。利用光学显微镜、XRD分析了涂层的微观组织和相结构,测试了复合涂层的显微硬度、耐磨性及耐腐蚀性。研究结果表明,制备的铝基复合涂层中含有一定数量的未熔陶瓷颗粒,涂层较为致密,无明显缺陷。含陶瓷铝基涂层的物相主要由Al和所添加的陶瓷相构成,其中在含B_4C陶瓷涂层中还存在Al_3BC、Al_4C_3和AlB_2等新相。陶瓷颗粒的加入有利于提高铝基复合涂层的显微硬度,其中B_4C的加入使涂层中基体相显微硬度提高了1.5倍,这是由于B_4C陶瓷和Al反应生成Al_3BC、Al_4C_3和AlB_2硬质相。复合涂层的耐磨性均优于纯铝涂层,摩擦磨损的形式主要为粘着磨损。动电位极化腐蚀试验表明,含SiC和TiC陶瓷涂层具有较低的腐蚀电流,耐蚀性较好,含SiC陶瓷的复合涂层出现了明显的钝化现象。     

喷雾转换法制备超细晶WC-12Co复合粉末HVOF涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,以喷雾转换法制备的超细晶WC-12Co复合粉末为热喷涂粉末原料,在45#钢基体上制备WC-12Co涂层,并测试涂层的显微硬度、开裂韧性及抗磨粒磨损性能,利用XRD对复合粉末及涂层进行相结构分析,用SEM对复合粉末及涂层截面进行显微观察。结果表明,在喷涂过程中,多孔空壳球形复合粉末中WC颗粒有明显的脱碳分解发生,涂层中含有W2C、Co2W4C、W和非晶相;涂层组织呈典型的层状结构,WC晶粒有圆润化和长大现象;涂层显微硬度HV0.3/10平均值为1 084、开裂韧性平均值为5.24 MPa·m1/2,涂层表面抗磨损性能随粗糙度降低和硬度增加而提高,平均磨损质量损失为0.783mg/min。     

高温耐磨损Cr3C2-25%NiCr涂层制备及其性能研究

采用超音速火焰喷涂球形烧结态Cr3C2-25%NiCr复合粉末制备高温耐磨损涂层,用扫描电子显微镜(SEM)分析粉末和涂层显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率。通过结合强度、表面硬度和摩擦磨损等实验检测涂层机械性能。结果表明:粉末烧结状态、Cr3C2硬质相及粉末粒度因素影响涂层机械性能,KF-70涂层具有最高结合强度和表面硬度。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰（HVOF）喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明：在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

碳化钛掺杂的铁基复合涂层的制备及其耐磨性能研究

采用“ 喷雾造粒 + 等离子球化” 复合工艺, 成功制备了环境友好且价格低廉的 TiC/316L 复合粉末, 并 采用超音速火焰喷涂工艺沉积了复合涂层。 利用扫描电镜、 维氏硬度计、 往复式摩擦磨损仪表征了该复合粉末 及涂层的微观结构、 力学性能及耐磨性能。 结果表明, 新工艺制备的 TiC/316L 金属陶瓷复合粉末具有高球形 度、 高致密及陶瓷相分布均匀的特点, 可直接应用于热喷涂。 TiC/316L 复合涂层的孔隙率为 0.75%, 硬度为 860 HV0.3, 磨损率为 5× 10-5 mm3N-1m-1; 相比于 316 L 不锈钢涂层, 上述指标均大幅提升。 其原因在于： (1) TiC 掺杂 改善了铁基粉末的熔化程度, 大幅提升粉末的扁平化率; (2) TiC 陶瓷相沉积时表现出喷丸效应, 进一步致密化 涂层; (3) TiC 掺杂抑制了复合涂层的层状剥落。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。     

等离子喷涂不同尺度WC钴基耐磨金属陶瓷涂层组织及性能研究

对不同尺度WC的WC-17Co粉末,采用大气等离子喷涂制备了涂层,分析比较了三种涂层的SEM形貌、显微组织结构、显微硬度、结合强度及摩擦学性能。结果表明,随着原始喷涂粉末的WC尺度增大,涂层的力学性能下降,涂层的磨损机理也发生改变。     

等离子喷涂制备铁基复合陶瓷涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉作原料,采用等离子反应合成技术制备出了金属颗粒增韧的FeAl2O4-Al2O3-Fe复合陶瓷涂层。研究分析了复合涂层的组织及其性能。结果表明：等离子反应合成得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体相上的复合涂层。复合涂层的断裂韧性和结合强度明显优于普通Al2O3涂层,特别是复合涂层的具有较高的耐磨性能。     

Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。     

Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

Al2O3含量对Ni-W-Al2O3复合镀层性能的影响

采用直流电沉积技术在45#钢基体上制备Ni-W-Al2O3复合镀层,通过显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等研究Al2O3颗粒含量对复合镀层的力学性能及摩擦磨损性能等的影响,并用SEM、XRD对复合镀层的表面断面形貌、物相结构进行分析.结果表明,Ni-W-Al2O3复合镀层为晶态结构,其耐磨性能明显优于Ni-W镀层,且随着Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的摩擦系数呈现出先减小后增大趋势.磨损形式主要表现为粘着磨损与磨粒磨损.复合镀层与基体之间结合牢固,结合力大小约为70~80 N.当Al2O3含量为5 g/L时,复合镀层的综合性能最优.     

Preparation and tribological performance of electrodeposited Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings

TiB2 and Dy2O3 were used as codeposited particles in the preparation of Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings to improve its per-formance. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings were prepared by electrodeposition method with a nickel cetyltrimethylanunonium bromide and hexadecylpyridinium bromide solution containing TiB2 and Dy2O3 particles. The content of codeposited TiB2 and Dy2O3 in the compos-ite coatings was controlled by adding TiB2 and Dy2O3 particles of different concentrations into the solution, respectively. The effects of TiB2 and Dy2O3 content on microhardness, wear mass loss and friction coefficients of composite coatings were investigated. The composite coat-ings were characterized by X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer (ICP-AES) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings showed higher microhardness, lower wear mass loss and friction coefficient compared with those of the pure Ni coating and Ni-TiB2 composite coatings. The wear mass loss of Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings was 9 and 1.57 times lower than that of the pure Ni coating and Ni-TiB2 composite coatings, respectively. The friction coefficient of pure Ni coating, Ni-TiB2 and Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings were 0.723, 0.815 and 0.619, respectively. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coat-ings displayed the least friction coefficient among the three coatings. DY2O3 particles in composite coatings might serve as a solid lubricant between contact surfaces to decrease the friction coefficient and abate the wear of the composite coatings. The loading-bearing capacity and the wear-reducing effect of the Dy2O3 particles were closely related to the content of Dy2O3 particles in the composite coatings.     

Ni-SiO2复合镀层电沉积制备及组织性能研究

利用直流电沉积方法在Zr-4合金表面制备了Ni-SiO₂复合镀层,采用场发射扫描电镜、显微硬度计、电化学工作站、摩擦磨损试验机等研究复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐腐蚀性及摩擦磨损性能。研究结果表明:与单一的Ni镀层相比较,Ni-SiO₂复合镀层的显微硬度值有所提升,表面更为均匀,Ni-SiO₂复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能也得到明显提升。且当SiO₂颗粒添加量为10 g/L时,复合镀层的综合性能较优。      

新型WC-MoCoB金属陶瓷涂层制备及其性能研究

本文以碳化钨、碳化硼、钴和钼粉末为原料,按一定比例进行机械混合,采用团聚烧结工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)对其微观形貌、元素含量和相组成进行了表征;进而采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷涂层,并对涂层的微观组织、显微硬度、结合强度及抗腐蚀等性能进行研究。研究结果表明:该团聚烧结工艺制备的WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末具有流动性好、松装密度较高的特点。该粉末经过超音速火焰喷涂加工形成的复合金属陶瓷涂层,结合强度高、孔隙率低,同时表现出优异的耐腐蚀性能。     

Stellite12 和 Stellite20 涂层的耐磨性和耐腐蚀性能对比研究

利用超音速火焰喷涂技术 (High-velocity-oxy-fuel, HVOF) 在 F316 不锈钢表面制备 Stellite 12 和 Stellite 20 两种钴基合金涂层, 对比研究了涂层的摩擦磨损性能以及在不同浓度硫酸溶液中耐腐蚀性。 采用 HT2101 销盘磨 损试验仪, 进行了摩擦磨损试验。 利用电子探针仪 (EPMA) 观察涂层的微观组织形貌, WDS 波谱仪分析涂层微 区成分。 采用三电极体系在 CHI660C 电化学工作站上测试 Stellite12 和 Stellite20 涂层在不同浓度硫酸溶液中的极 化曲线, 并与 F316 不锈钢进行对比。 结果表明, HVOF 工艺制备的 Stellite12 和 Stellite20 涂层均匀致密, 无裂纹 等缺陷, 显微硬度分别为 750 HV0.3 和 1000 HV0.3; Stellite 12、 Stellite 20 涂层的摩擦系数约 0.55~0.6。 磨损机理 主要为磨粒磨损, 伴随一定的粘着磨损。 Stellite 12 的磨损量为 Stellite 20 的两倍。 在室温条件下, 两种涂层在质 量分数 20 % 和 50 % 硫酸溶液中腐蚀电位均低于 F 316 的腐蚀电位, F 316 具有较好的耐腐蚀性; 在 80% 硫酸溶 液中, 这两种涂层的腐蚀电位均高于 F 316 的腐蚀腐蚀电位, F 316 不锈钢耐蚀性相对较差。     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。