刀具表面涂层技术的研究进展

通过对刀具表面进行涂层处理,可以显著提高刀具的表面硬度和耐磨性,延长刀具的使用寿命.目前刀具涂层制备方法主要包括化学热处理、热喷涂法、溶胶-凝胶法、气相沉积法等.涂层刀具的发展呈现涂层成分多元化、涂层结构多层化、涂层基体梯度化和涂层工艺灵活化的趋势,涂层刀具后处理技术包括热处理、磁化处理及深冷处理等.随着技术的进步,更多更新型的刀具表面涂层技术必将会出现.     

钛基体上化学法制备羟基磷灰石涂层的优化工艺研究

研究通过简单的化学反应法在钛基体上制备羟基磷灰石（HA）涂层．钛板经粗糙化、酸蚀、清洗、干燥以后，在5mol／L的NaOH溶液中60℃处理24h，然后在饱和Ca（0H），溶液中进行预钙化处理，接着在过饱和Ca3（PO4）2溶液中进行沉积处理，最后在0．1mol／L的NaOH溶液中60℃对沉积层进行48h的后处理，制得一定厚度的、Ca／P=1．67的羟基磷灰石涂层．用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对涂层进行显微组织观察、测定涂层厚度、并进行物相和元素分析．本研究对使用的各种溶液的浓度、处理温度和时间均进行了优化．     

改性滤料氟吸附性能对比研究

通过化学涂层处理,制备了涂锰砂、涂铁砂和氧化锰涂层活性氧化铝(MOCA)改性滤料.扫描电镜(SEM)观测显示在石英砂、活性氧化铝表面分别形成了致密氧化铁涂层和针状二氧化锰涂层,吸附试验揭示涂锰砂、涂铁砂和MOCA的氟吸附过程符合二级反应速率模型,对比氟吸附容量、吸附速率和再生性能,氧化铁涂层优于氧化锰涂层,氧化铁和氧化锰涂层氟吸附适宜的pH值分别为5.0和6.0~8.0,氧化锰涂层处理提高了活性氧化铝的氟吸附性能.     

基体表面状态对Fe3Al／Al2O3复合涂层性能的影响

利用等离子喷涂方法在相同喷涂工艺条件下，分别在不同表面状态的Q235钢基体上制备了Fe3Al/Al2O3陶瓷复合涂层。通过对涂层的结合强度、抗热震性能等试验，分析研究了基体表面状态对涂层性能的影响。结果表明，对基体进行有效的表面处理，使其获得高的表面粗糙度和表面活性，有利于涂层结构强度和抗热震性能的提高，基体表面预处理是保证涂层质量的重要环节。Fe3Al是钢基体上制备陶瓷涂层较为理想的过渡材料。     

燃烧合成—水热法制备生物陶瓷涂层

采用燃烧合成－水热法制备生物陶瓷涂层，用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和粘接拉伸法研究了涂层物相组成，形貌以及涂层与基体的界面结合强度，研究结果表明：燃烧合成后，涂层主要由HA＋β-Ca3(PO4)2组成，水热处理2h后，涂层中HA含量增加，延长水热处理时间，可得到纯HA涂层；涂层厚约为20μm；在燃烧合成试剂中添加助燃剂，涂层中相成分复杂化，但水热处理10h后，可得到纯羟基磷灰石相，涂层厚度增加，达到50μm左右；同时，添加助燃剂可大大提高界面结合强度，达到13.66MPa。     

基于热扩散重熔技术的水轮机叶片抗磨蚀研究

针对水轮机叶片抗磨蚀问题,采用热扩散重熔技术和封孔技术相结合的复合表面处理技术,获得一种新的高显微硬度、高结合强度和低孔隙率钴铬碳化钨涂层,利用定量金相图谱分析法与普通的超音速火焰喷涂制备的钴铬碳化钨涂层进行抗磨蚀试验对比分析。研究表明,高显微硬度、高结合强度、低孔隙率的新涂层失重量较少,刮削痕迹较为均匀;而普通涂层刮削痕迹集中,涂层破坏严重。通过复合表面处理技术得到的高性能涂层对于叶片的抗磨蚀防护具有非常明显的效果。     

不同表面处理方法对环氧胶粘涂层剪切强度影响

通过实验,主要研究几种表面处理方法对环氧胶粘涂层剪切强度的不同影响,实验分别采用了机械处理、酸洗、冷磷化和偶联处理的方法。根据实验数据,绘制了表面粗糙度与环氧胶粘涂层剪切强度的关系曲线,通过对比的方法,对试验结果从理论上进行了详细地分析。实验结果表明,冷磷化处理和偶联处理方法能显著提高环氧涂剪切强度。     

喷涂零件直径与重熔转速关系探讨

本文研究对回转体零件表面进行氧乙炔焰自熔合金粉末二步法喷熔，用火焰对涂层作重熔处理时，零件的旋转速度对涂层重溶质量的影响。通过试验，建立最低重熔转速数学模型和最高重熔转速数学模型，并根据数学模型绘制出能指导生产的ｎ—Ｄ曲线。     

喷涂零件直径与重熔转速关系探讨

本文研究对回转体零件表面进行氧乙炔焰自熔合金粉末二步法喷熔，用火焰对涂层重熔处理时，零件的旋转速度对涂层重熔质量的影响。通过试验，建立最低重熔转速数学模型和最高重熔转速数学模型，并根据数学模型绘制出能指导生产的ｎ－Ｄ曲线。     

钢构件防锈涂层工艺优化初探及加速模拟锈蚀预研

利用氰凝防锈涂料和醇酸铁红防锈涂料作为钢材表面涂料。通过模拟加速试验和对比分析,考察涂层钢件与裸钢在防锈蚀方面的性能差异。采用德国IM6工作站对锈蚀钢筋的电极电位和腐蚀电流进行了实测记录,总结了涂层钢筋的锈蚀规律,研究了涂抹方式及烧结处理对涂层耐蚀性的影响因素。研究结果表明:钢件经过全浸实验,涂层钢件的锈蚀速率比无涂层钢的明显降低,烧结处理可明显提高涂层的耐久性。     

镁合金电镀镍涂层的耐蚀性能

以化学镀镍作为保护层,对AZ91D镁合金进行直流电镀镍涂层以提高其耐腐蚀性能,并对镁合金表面两个不同厚度的镀镍涂层进行了比较.采用SEM对涂层的表面形态进行了研究.在X射线下纹理明显.镍涂层硬度约560VHN,远远高于AZ91D镁合金基底的硬度(约100VHN).电化学测量结果表明,在已经研究的镁合金涂层中,镍镀层有最低的腐蚀电流密度和最高的腐蚀电位.加速腐蚀实验中AZ91D镁合金镀镍具有很高的耐腐蚀性能.     

非晶SiO2涂层的制备及其对Ti-22Al-26Nb合金的高温防护

以商业硅胶为原料,采用溶胶-凝胶法在Ti-22Al-26Nb合金表面浸涂制备非晶氧化硅涂层.涂层样品和空白样品在800和900℃静态空气中进行等温氧化实验,900℃静态空气中进行循环氧化实验.采用热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对结果进行分析,研究涂层对Ti-22Al-26Nb合金氧化行为的影响.结果表明：涂层样品的氧化抛物线速率常数较空白样品降低,涂层提高了合金在空气中的抗氧化能力.合金表面生成氧化膜主要由TiO2,Nb2TiO7和AlNbO4组成,涂层抑制了氧化物的生长.探讨了涂层的作用机制.     

电场作用下HAP/NiTi形状记忆合金复合材料制备工艺研究

为改善NiTi形状记忆合金的耐蚀性和生物相容性,利用外加交变电场的作用在合金表面沉积羟基磷灰石(HAP)涂层,从而制得HAP/NiTi形状记忆合金复合材料.实验探讨了交变电场的电压、频率和作用时间对NiTi形状记忆合金表面沉积羟基磷灰石涂层的影响.结果表明:随着电场电压、电流频率和作用时间的增加,NiTi合金表面钙磷涂层的厚度逐渐增加,组织变得均匀致密,但若频率过大,时间过长则涂层反而被破坏,故确定最佳电场作用参数为300V+20Hz+5h.涂层呈疏松多孔的羽针状结构,经XRD检测其组织主要为羟基磷灰石,且在模拟体液中具有较好的生物稳定性.     

镁合金表面HA/CNTs涂层的制备及电化学性能研究

为了提高生物镁合金羟基磷灰石(HA)涂层的耐蚀性能,在微弧氧化电解液中加入羟基磷灰石/碳纳米管(HA/CNTs)复合粉体添加剂,制备HA/CNTs复合涂层。分别对制备的HA/CNTs复合粉体和HA/CNTs复合涂层进行表面形貌和物相组成分析,并对HA/CNTs复合涂层在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,HA/CNTs复合粉体在微弧氧化过程中能均匀地沉积在镁合金表面,结晶良好且无任何杂质;与HA涂层相比,HA/CNTs涂层具有较小的腐蚀电流密度值和较大的阻抗值。此外,在SBF中浸泡4d后,HA/CNTs复合涂层表面出现大量的亚微米级颗粒产物且没有任何腐蚀裂纹。     

电弧喷涂与电铸相结合的模具制造方法

为了解决电弧喷涂锌铝合金制造而成的模具表面硬度低、不耐磨损等问题,需要在锌铝合金表面进行镀层的处理,即通过电镀在模具表面进行铜镀层的制备.通过扫描电子显微镜对锌铝合金涂层和铜镀层进行了孔隙和夹杂物的观察,并测试了锌铝合金喷涂层和铜镀层的显微硬度,对喷涂层和电镀层进行了结合强度的测试.结果表明：通过对锌铝合金模具表面进行镀层处理,消除了模具表面缺陷,使模具的硬度、表面强度、表面光洁度和耐蚀能力都有很大的提高.     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

纳米螺旋碳纤维表面金属涂层的制备

研究了在铁片试样上化学镀镍铁合金涂层的工艺,考察了主盐、还原剂对化学镀反应沉积速率的影响。利用此工艺在经过敏化、活化处理后的纳米螺旋碳纤维表面沉积出Ni-Fe-P合金涂层。采用能量色散X射线谱(EDS)分析得出涂层成分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层形貌。结果表明,可以在纳米螺旋碳纤维表面沉积连续、均匀的合金涂层。     

电镀可焊性Sn-3.0 Ag合金镀层影响因素的研究

研究了甲基磺酸盐体系电镀Sn-3.0Ag合金时，镀液成分和镀覆条件对锡银合金镀层中银含量以及阴极极化的影响，结果表明，镀层中银含量随镀液中银含量的增加，镀液PH值的降低，光亮剂浓度的增加和阴极电流密度的降低而增加，柠檬酸钠和2，3，4－三甲氧基苯甲醛对单金属锡，碘化钾和丁二酮肟对单金属银阴极化较大。     

Ce改性AZ91的微弧氧化膜制备及其耐蚀性能

利用交流恒压微弧氧化技术, 通过Ce改性镁合金基体制备高耐蚀微弧氧化膜. 在100、120和 140 V的外加电压下, 对3种试样: AZ91, 质量分数w(Ce) 分别为0.92%和1.80%改性的AZ91微弧氧化过程、微观结构和组成及氧化膜的耐蚀性能进行研究. 应用电子扫描显微镜(SEM), 电子能谱（EDS）和X射线衍射（XRD）等表征氧化膜的微观结构和化学组成. 利用稳态极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）测试了氧化膜在质量分数w(NaCl)为3.5%的溶液中的腐蚀过程. 实验结果表明氧化膜成膜过程可以分为3个阶段; 氧化膜主要由MgO组成, 镁合金中的稀土元素Ce促进成膜过程, 增加膜层的致密性; 稀土改性后镁合金氧化膜的耐蚀性比镁合金基体提高4个数量级, 腐蚀电流密度低至10^-8 A/cm2．     

ZrO2陶瓷表面Cu-Ti复合渗镀研究

应用加弧辉光复合渗镀技术和自制Cu-Ti二元金属复合靶,对ZrO2陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀。采用X射线能量色散谱分析（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）面扫描、X射线衍射（XRD）、声发射划痕等试验方法对渗镀层的元素组成、成分分布、相组成、界面结合强度进行分析测试。结果表明渗镀层中存在Cu、Ti及Fe元素,各组分分布较为均匀,没有明显的成分偏聚现象;渗镀层由Cu2Ti、Cu2Ti4O、Ti8O15组成;渗镀层与陶瓷基体结合良好,在100 N最大载荷下未出现剥离和崩落现象。