2Cr13钢PVC挤出模冷喷涂修复涂层的性能

为修复PVC挤出机失效模具,采用低压冷喷涂技术在2Cr13钢表面制备Cu-Al₂O₃涂层。通过模拟涂层粒子的成形过程,发现越靠近基体的涂层内能越高,结合效果越好。同时为保证修复模具的耐磨、耐蚀性能,对涂层进行打磨抛光,对比不同厚度涂层的性能。用扫描电镜(SEM)观察涂层形貌,用浸泡法与盐雾腐蚀试验分析涂层的耐蚀性能,用静态压痕法测试涂层硬度,用摩擦磨损试验机测试涂层耐磨性能。结果显示：涂层质地均匀,孔隙率随着与结合面距离的提升而增大;涂层的耐HCl腐蚀性优于基体2Cr13钢,盐雾试验中涂层发生明显腐蚀,有AlCl₃与CuO产物生成;涂层位置越靠近结合处,其硬度越高、加工硬化效应越明显,与硬质合金摩擦时的磨损量越小,耐磨性逐步提高。当打磨后的涂层厚度为1 mm时,涂层的耐磨性最好,可以有效修复挤出机模具。     

钎焊金刚石耐磨涂层制备及其磨损性能

为提高农机刃具类零件的抗磨粒磨损性能,提出一种钎焊金刚石耐磨涂层制备方法,在Q235钢基体上制备了不同粒径及镀覆状态的金刚石耐磨涂层,并与65Mn钢的摩擦磨损和抗磨粒磨损性能进行对比。采用扫描电镜(SEM)对涂层表面、涂层与钢基体界面、涂层磨损后的表面微观形貌进行表征,并分析涂层的磨损规律及机理。结果表明:钎焊金刚石涂层与钢基体结合良好,金刚石在涂层中均匀分布,涂层厚度约370 μm。钎焊金刚石涂层的耐磨性优于65Mn钢的,且随着金刚石粒径减小钎焊金刚石涂层的摩擦系数降低,涂层的耐磨性增大;钎焊镀钨金刚石涂层的抗摩擦磨损和磨粒磨损性能均高于钎焊未镀覆金刚石涂层的。      

锡基自修复涂层的表面分析和厚度研究

研制了能将纳米锡与金属表面活化并产生较厚自修复涂层的新型润滑添加剂.运用不同含锡量的添加剂对钢-紫铜摩擦副进行了摩擦试验.用俄歇能谱分析了摩擦涂层的化学组成和涂层中锡的原子百分比浓度.结果表明:当锡含量达到20 %～30 %时,涂层中Sn的浓度高达80 %～90 %,在紫铜试样上形成了富含锡且与基体结合良好的较厚的摩擦涂层(3～10 μm).文中的分析和结论,对研究各种不同厚度的摩擦涂层及其应用具有十分重要的意义.     

面向盾构机密封跑道修复的激光熔覆Fe基涂层制备工艺

为探究激光熔覆再制造修复工艺对盾构机密封跑道磨痕的修复效果,采用送粉式激光熔覆工艺在42CrMo钢基体表面制备了Fe55铁基自熔合金涂层。基于L₁₆(4³)正交试验探究了激光功率、熔覆速率和搭接率对涂层表面形貌、横截面特征参数、稀释率、显微组织、硬度的影响规律和作用机理。极差分析表明,稀释率随激光功率和熔覆速率的增加均呈上升趋势,其中激光功率对涂层硬度影响最大,最大涂层硬度约为基体硬度的2.15倍。Fe55涂层的摩擦因数较基体明显降低,涂层耐磨性优良,其磨损体积较基体降低1.09×10^-2 mm³,主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。     

炮钢表面电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的性能研究

用电弧离子镀技术在炮钢表面沉积NiCoCrAlY涂层,研究了涂层的硬度与摩擦磨损性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性.结果表明:涂层的硬度较炮钢提高了近36％,炮钢的磨损机制主要为严重的磨料磨损和塑性流动,NiCoCrAlY涂层磨损机制主要是粘着磨损,NiCoCrAlY涂层的摩擦系数(0.57～0.65)小于炮钢的摩擦系数(0.78～0.86);NiCoCrAlY涂层在850℃空气中氧化100 h后的动力学结果表明,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性能,其原因是表面形成了θ-Al2O3和α-Al2O3氧化膜阻止了炮钢基体被氧化,同时NiCoCrAlY涂层由β-(Ni,Co)Al、α-Cr与γ-Ni相转变为γ-Ni、γ’-Ni3Al和FeNi相;NiCoCrAlY涂层在3.5％NaCl溶液中较炮钢自腐蚀电位提高了近200 mV,能够显著提高炮钢的抗腐蚀能力.     

H13钢表面电火花沉积钼涂层的摩擦磨损特性研究

在H13钢表面电火花沉积钼合金涂层,研究了其组织结构及摩擦磨损特性。结果表明,钼合金涂层由白亮层、扩散层和热影响区组成;钼元素与基体元素相互扩散形成冶金结合;合金层的显微硬度(约为1482HK0.025)较H13钢(280HK0.025)提高5倍左右;电火花沉积Mo合金层后摩擦系数明显降低,磨损质量损失仅为基材的1/7,抗磨性能显著提高。     

WC涂层对40Cr密封体材料抗磨损性能的影响

密封体材料在服役工况下易因磨损、腐蚀损伤而导致密封失效。采用在密封体表面制备耐磨涂层的方法可有效提高密封体的耐磨性能。本研究选用40Cr钢为密封体基体材料,WC陶瓷和Ni60+WC陶瓷为涂层材料,采用等离子喷涂的方法制备涂层材料,测试了涂层厚度、硬度,分析了涂层与基体材料的界面结合特性,对基体材料和涂层材料进行了两体磨损试验,分析了试验材料的磨损机理。研究结果表明:WC涂层和Ni60+WC涂层表面硬度高,涂层厚度均超过1 000μm,且与基体间结合良好;与基体40Cr相比较,两种涂层在销盘磨损试验中因高硬度WC陶瓷的存在表现出良好的耐磨性,WC涂层磨损抗力是40Cr基体的1.9倍,Ni60+WC涂层磨损抗力是40Cr基体的2.5倍,且Ni60+WC涂层因含金属Ni致使涂层脆性降低,耐磨性最优。     

金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用

金属磨损自修复技术是自修复材料通过润滑剂为载体,进入摩擦副工作面,经挤压,在金属摩擦表面生成一层铁基硅酸盐耐磨保护层(金属陶瓷层),从而实现在不拆卸原件的情况下对已磨损的零件表面部位进行自动修复.介绍了金属磨损自修复技术的特点、机理及在汽车发动机维护中的应用方法,通过试验研究了自修复技术对发动机性能的影响及自修复材料保护层的摩擦性能、显微硬度,结果表明具有显著的经济效益.     

基于有限元与环压试验的高分子润滑剂摩擦行为研究

将研制的高分子润滑剂在45钢基体表面进行涂覆,通过有限元与实际试验测试润滑剂的实用效果,并利用摩擦磨损试验与扫描电子显微镜表征其摩擦特性,结果表明所制备的高分子润滑剂摩擦系数最小,润滑性能好。利用DeForm-3D软件确定环压试验的理论校准曲线,与实际环压试验结果进行对比,分析高分子润滑剂的摩擦行为,结果表明润滑剂与模具基体发生以物理吸附为主的黏合现象,润滑剂的保护作用有效减少了模具零件之间的摩擦磨损,延长了模具的使用寿命,为更好地指导实践生产提供了借鉴。     

40Cr钢表面渗氮及制备CrN涂层在重载低速下的摩擦学性能

目的提高40Cr齿轮在重载低速下的摩擦学性能。方法采用离子渗氮和电弧离子蒸发镀(AED)技术在40Cr钢基体上制备了渗氮层和Cr N涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和往复式摩擦磨损试验机,研究了经两种表面处理后40Cr钢的物相组成、形貌和摩擦学性能。结果渗氮样品表面化合物层厚度约10μm,硬度约为558HV。Cr N涂层表面厚度约为4μm,涂层硬度约为1341HV。在60 N载荷的条件下,渗氮处理后40Cr钢的磨损率为104.17×10-6 mm3/(N·m),其磨损机理主要为轻微的粘着磨损和磨粒磨损;制备Cr N涂层后40Cr钢的磨损率为17.36×10-6 mm3/(N·m),其磨损机理主要为轻微的磨粒磨损。结论在20~60 N法向载荷下,制备Cr N涂层后,40Cr钢均表现出最优异的耐磨减摩性能。     

不同成分CrMoN涂层对模具钢表面性能的影响

采用非平衡磁控溅射方法在H13钢和SDC99钢表面制备不同Mo含量的CrMoN涂层,采用HX-1000型显微硬度计、V-LUX1000型原位纳米力学测试系统测定涂层的显微硬度和纳米硬度,并通过划痕和摩擦磨损试验考察了涂层与基体的结合强度及其摩擦磨损性能。结果表明,不同Mo含量的CrMoN涂层均能明显地提高基体的承载能力和耐磨性能,其中Mo含量为20.72at%的涂层承载能力、同基体的结合力以及耐磨损性均最好,基体硬度更高的SDC99钢表面涂层性能比H13钢的更好。     

钛合金叶尖保护涂层的制备与表征

通过对TC4钛合金基体进行表面活化处理,并采用复合电镀技术,在钛合金基体上制备了结合力良好的Ni-c BN复合镀层。研制的复合镀层能够减少航空发动机钛合金叶片叶尖的摩擦磨损、杜绝"钛火"事故。进行了镀层的高温摩擦磨损试验以及与镍基封严涂层的磨削试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对涂层性能进行表征。结果表明:采用的钛合金基体表面活化处理技术,可保证复合镀层具有良好的结合力;同时,研制的Ni-c BN复合镀层对封严涂层具有良好的磨削能力和较低的摩擦系数,可以有效保护钛合金叶尖。     

H13钢表面激光熔覆WC颗粒增强复合涂层的实验研究

在H13钢表面制备了H13+H13/WC颗粒增强复合涂层,对涂层组织演化机理、界面行为及显微硬度分布、摩擦磨损性能等进行了分析与表征。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,复合熔覆层成形质量良好;相同工艺参数下,H13/20%WC熔覆层的硬度最高,平均显微硬度为639 HV,具有较好的耐磨性。H13钢基体的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和少量的剥层磨损,各熔覆层磨损形式主要是磨粒磨损和氧化磨损     

电火花沉积Ni基合金涂层的摩擦磨损特性

利用电火花沉积技术,在调质45钢表面制备了Ni基合金涂层,研究了涂层的组织结构及摩擦磨损特性.结果表明:涂层组织致密,与基体实现了良好的冶金结合;涂层的物相为γ-( Ni,Fe),M7C3,CrB,Ni3 Si.涂层的硬度为基体的2倍,而基体的磨损体积为涂层的3.6倍.涂层中硬质相的弥散强化及晶粒细化是涂层硬度及耐磨性...     

稀土型纳米复合材料的摩擦学及自修复性能研究

用机械化学法制得平均粒径为30-100nm的稀土型纳米复合材料,检验了在高温条件下材料对金属基体的吸附能力,采用四球摩擦磨损实验机考察了其抗摩减磨性能及对磨损表面的自修复效果。结果表明,用机械化学法制备的稀土型纳米复合材料对金属基体有良好的吸附能力,可以覆盖磨损表面且在动态条件下可对基体表面进行修复。     

真空熔覆Ni基复合涂层的制备及性能研究

目的 提高65Mn钢的耐磨性和耐酸碱腐蚀性能。方法 通过真空熔覆技术在65Mn钢表面制备了Ni基-碳化钨(WC)复合涂层,并加入稀土氧化铈(CeO₂)改善其微观缺陷。采用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)观察涂层微观结构和元素分布,X射线衍射仪(XRD)测定涂层物相成分,维氏显微硬度计测试涂层硬度。采用带有干涉镜头的摩擦磨损试验机测定涂层的摩擦因数,并通过三维形貌图获取磨痕宽度、深度和体积磨损量,通过磨痕扫描形貌分析摩擦磨损机理。采用电化学工作站分别测试涂层在酸性和碱性腐蚀介质中的电化学性能。结果 涂层以(Ni,Cr,Fe)固溶体、WC及含W增强相的Cr4Ni15W和Ni17W3作为主要的强化相组成。涂层随硬质相WC含量的增加而出现孔洞、裂纹等缺陷,在CeO₂的改善作用下,质量分数为30%的WC硬质相涂层组织致密,无明显缺陷,平均显微硬度达900HV1～1 000HV1,是基体硬度的3～4倍;摩擦磨损性能较65Mn钢基体有明显提高,在不同试验条件下,其体积磨损率仅为65Mn钢基体的13.1%～17.4%,但摩擦因数略高于基体。磨痕分...     

塑料模具钢表面激光熔覆WxC/Ni基合金涂层的组织及性能

采用TJ-HL-5000横流CO2连续激光器在2738塑料模具钢表面制备了WxC/Ni基合金涂层.利用金相显微镜、SEM、EDS、XRD、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等检测设备研究了激光熔覆涂层组织及性能.XRD分析结果表明,熔覆层的主要物相有γ-Ni、W2C、WC、M23C6(M=Cr,Ni,Mo,W)、NiCr和Cr2O3等.金相显微镜、SEM和EDS分析结果表明,结合区为良好冶金结合,结合区为FeNiCrW合金,厚度为20 μm左右;基体对熔覆层合金的稀释度很低;熔覆层从界面向外依次分布着平面晶区、细等轴晶区、粗树枝晶区以及表面细晶区.显微硬度计结果表明,熔覆层的硬度值平均约900 HV1,是基体硬度的2.8倍左右.摩擦磨损试验结果表明,与基体相比熔覆层的耐磨性有了很大提高.     

Cr12MoV钢表面喷涂陶瓷涂层组织与性能研究

在Cr 12MoV模具钢磨损表面等离子喷涂NiO2、Al2O3+40％TiO2和Ni/Al2O3三种不同陶瓷涂层,采用KYKY-2800B电镜(SEM)等仪器,分析了涂层组织特征、表面粗糙度、结合强度和摩擦学特性等.结果表明:三种涂层与基体表面间的结合均以机械结合为主,结合强度均高于基材本身强度;涂层组织孔隙率均在6％以下;涂层表面粗糙度均大于6.0 μm,不能直接用于有表面粗糙度要求的零件修复;涂层表面硬度高于基材硬度;三种涂层的摩擦性能差异较大,但均优于基材本身的摩擦性能.     

P110钢表面瞬态电能沉积镍基合金涂层的摩擦磨损特性

采用镍基G3合金为电极,利用瞬态电能表面强化工艺在P110油套管钢(P110钢)表面沉积镍基合金涂层,以提高其表面性能。借助扫描电镜和X射线衍射仪,对瞬态电能沉积涂层的表面形貌、显微组织和相结构进行分析和表征。利用摩擦磨损试验对比研究P110钢和涂层的摩擦磨损特性。结果表明:涂层连续、致密,其相组成与G3合金电极一致。与P110钢相比,涂层具有较高的硬度和摩擦系数;较低的磨损失重。瞬态电能沉积涂层显著提高了P110钢的耐磨性。     

电火花间隔沉积石墨-硬质合金自润滑涂层及其摩擦学性能

目的 提高机械零部件表面的润滑性能.方法 以45钢为基体,采用电火花沉积技术在表面上间隔沉积出条状的石墨与硬质合金涂层条,用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机对所制备的条状涂层进行相关的摩擦磨损试验,使用SEM和EDS并对涂层的表面形貌、截面形貌以及组成成分进行研究,分析了不同因素对石墨-硬质合金自润滑涂层摩擦磨损性能的影响规律及磨损机理.结果 涂层表面致密,且厚度均匀,在与对偶件摩擦时表现出良好的自润滑性能及耐磨性能.随着硬质合金涂层所占面积比从10％上升到40％时,涂层的润滑性能会降低,耐磨性提高,但随着往复摩擦频率的增加,接触表面温度升高,变形阻力下降,自润滑性能有所提升.当往复摩擦频率为500次/min时,摩擦因数最小.结论 石墨-硬质合金自润滑涂层的耐磨性和润滑性能与硬质合金在涂层区域中所占面积比及往复摩擦频率有关.主要是因为往复摩擦频率的增加会使磨粒的刻划作用增强,而硬质合金所占面积比会使涂层的硬度、耐磨性增加,涂层的主要磨损形式表现为磨粒磨损.