载荷和温度对Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的影响

目的研究不同载荷、不同温度下Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性,为不同工况条件下应用该涂层实施抗摩擦磨损治理提供理论依据。方法采用THT07-135高温摩擦磨损试验机对Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性进行测试,载荷分别选用3、5、7 N,温度选择25、300、450、550、600℃,利用配有EDAX能谱仪的扫描电镜观察涂层磨痕表面形貌并进行元素分析,利用透射电镜对涂层的精细结构进行分析。结果同一温度下,涂层的摩擦因数随着载荷的增加而降低,磨损量随着载荷的增加而升高,载荷对磨损量的影响随温度的增加逐渐降低。载荷一定时,涂层的摩擦因数先增加后逐渐降低,450℃时涂层的摩擦因数最高;涂层的磨损量整体呈下降的趋势,450℃时涂层的磨损量最大。温度较低时,涂层磨损主要以脆性断裂的剥层磨损为主;温度升高至450℃,涂层磨损主要是脆性断裂、塑性变形以及少量粘着磨损;550℃以上时,涂层磨损主要是粘着磨损、塑性变形磨损。结论 Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层具有较好的抗高温摩擦磨损性能,氧化物的增加以及铁铝金属间化合物高温时,B3相与D03相之间的转变提高了涂层的抗高温摩擦磨损性能。     

在H13钢上超音速火焰喷涂制备WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层的性能比较（英文）

在H13钢基体上采用超音速火焰喷涂方式制备一定厚度的WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层。为了增加WC-10Co-4Cr涂层的热稳定性,在涂层和基体之间加喷了NiCr喷涂粉末。研究了这两种硬质合金涂层的表面及横截面的微观形貌、抗热震性和耐磨损性能。从热力学的角度解释了两种涂层中出现的碳扩散现象。Cr_3C_2-25NiCr涂层的结合强度(64.40 MPa)和WC-10Co-4Cr涂层的结合强度(61.69 MPa)基本相同。通过摩擦磨损试验研究发现,两种涂层在600℃的摩擦因数均比在500℃时的小,Cr_3C_2-25NiCr的耐磨损性能比WC-10Co-4Cr的要好。     

热处理对超音速火焰喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层组织及性能的影响

利用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢表面制备NiCr-Cr_3C_2涂层。采用XRD、SEM、EDS、维氏硬度计、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等系统考察了不同热处理温度对NiCr-Cr_3C_2涂层组织结构、显微硬度及其分布、断裂韧性、结合强度以及耐磨性能的影响。结果表明:热处理可提高涂层结合强度。200～400℃,随温度升高,涂层显微硬度及耐磨损性能提高,并在400℃出现峰值,这源于固溶在NiCr合金相中的Cr_3C_2析出,形成大量细小二次碳化物硬质相,产生沉淀强化作用;高于400℃,涂层硬度下降,断裂韧性提高;1000℃热处理后,涂层结合强度降低。磨损试验表明:随热处理温度升高,磨损机制逐渐由磨粒磨损、疲劳磨损向磨粒磨损、黏着磨损转变。     

CuCo_2Be合金表面等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr/NiAl复合涂层不同温度下的摩擦磨损特性

选用等离子喷涂技术在CuCo_2Be合金表面制备了Cr_3C_2-NiCr/NiAl复合涂层。以Al_2O_3陶瓷球为对偶材料使用UMT-2摩擦磨损试验机对基体和复合涂层进行不同温度下的摩擦磨损试验,并选用三维轮廓仪、扫描电镜、能谱仪、XRD等分析测试手段详细研究了CuCo_2Be合金及涂层在不同温度下滑动摩擦磨损后的微观形貌以及摩擦磨损特性。结果表明:等离子喷涂获得的复合涂层致密,涂层为层状结构,物相组成呈非晶态。500℃时涂层磨损体积远远小于铜合金磨损体积,具有优良的抗摩擦耐磨损性能;在室温时涂层磨损机制以磨粒磨损为主,磨损较小;随着温度的升高,涂层磨损机制以氧化磨损和粘着磨损为主。     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

GH864表面爆炸喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层的显微组织和高温摩擦性能研究

采用爆炸喷涂技术在GH864基体上制备了Cr_3C_2-Ni Cr/Ni Cr Al复合金属陶瓷涂层。运用HT-1000高温摩擦磨损实验机,以Si_3N_4陶瓷球为摩擦副对基体和涂层进行高温摩擦磨损实验。选用扫描电镜、能谱仪、X衍射等分析手段,研究了在GH864表面爆炸喷涂涂层的组织形貌、相组成及涂层和基体的高温摩擦行为。对800℃时涂层和基体摩擦性能进行研究。结果表明:该涂层组织致密呈叠层堆砌,其显微组织为Cr_3C_2硬质相及周围缝隙中充填的Ni Crγ相和少量的Cr_3C_2分解形成的Cr_7C_3相。涂层在高温下的磨损形式主要为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损和氧化磨损,涂层中大量分布的具有热稳定性的Cr_3C_2硬质颗粒起主要的耐磨作用,复合涂层可提高GH864的高温耐磨性。     

超音速等离子喷涂NiCrCr3C2/Mo复合涂层的高温摩擦磨损性能*

采用超音速等离子喷涂制备了NiCr-Cr3C2/Mo复合涂层,借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等手段,研究了涂层的微观组织、显微硬度及涂层在25、300、500、750℃下的摩擦磨损性能。结果表明:制备的NiCr-Cr3C2/Mo复合涂层Mo相分布均匀,组织致密、硬度高;温度对涂层的摩擦因数影响显著,随温度的升高,摩擦因数呈先下降后上升再下降的趋势,750℃时因摩擦界面生成MoO3减摩相使摩擦因数最低;NiCr-Cr3C2/Mo复合涂层在高温下以氧化疲劳剥落为主要失效机制,涂层表面复合氧化膜的形成特点将直接影响涂层的摩擦磨损性能,MoO3的形成是显著提高涂层减摩效果的主要因素。     

斜撑式超越离合器用Cr7C3涂层和GCr15基体的磨损行为研究

目的研究斜撑式超越离合器用Cr_7C_3涂层和GCr15基体与合金钢9310对磨时的摩擦性能和磨损机理。方法在GCr15基体上利用化学气相沉积技术制备Cr_7C_3涂层样件。利用带有能谱分析仪的扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪分析测量涂层的厚度和物相组成以及有无Cr_7C_3涂层时样件的显微硬度。利用球-盘接触式SRV-4高温摩擦磨损试验机考察Cr_7C_3涂层和GCr15基体的摩擦磨损性能。采用三维白光干涉形貌仪和扫描电镜系统地分析材料的磨痕情况。结果 Cr_7C_3涂层厚度约为4~6μm,主要包含Cr_7C_3和(Cr,Fe)7C3两种相。涂层的平均显微硬度为22.709 GPa,约为GCr15基体(11.198 GPa)的2倍。在试验参数下,Cr_7C_3涂层的摩擦系数为0.18~0.24,GCr15基体的摩擦系数为0.15~0.20。当滑动速度为60 mm/s,法向载荷为20 N~60 N时,GCr15的磨损率约是Cr_7C_3涂层的4~6倍;当滑动速度为100 mm/s时,GCr15基体的磨损率约是Cr_7C_3涂层的7~11倍。当滑动速度为100 mm/s,法向载荷为60 N时,GCr15基体的磨损机理为典型的犁沟磨损。Cr_7C_3涂层主要为犁沟磨损和一定的疲劳磨损。结论 Cr_7C_3涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性,有助于改善基体的耐磨性能和斜撑式超越离合器的使用性能。     

AC-HVAF制备Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25NiCr涂层的高温氧化及摩擦磨损行为

为提高热作模具的高温氧化和高温耐磨性能,采用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术于H13钢基体上分别制备了Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25Ni Cr涂层,并对比研究两种涂层的高温氧化和摩擦磨损行为,利用SEM、EDS和XRD分析其组织形貌与结构。结果表明:在800℃循环氧化100 h后,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层比Cr_3C_2-25Ni Cr涂层表面生成的氧化保护膜更致密,并生成大量高温稳定性好的尖晶石相,前者的氧化增重(0.80 mg/cm2)略小于后者(0.87 mg/cm2),说明Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层的抗高温氧化能力略优;在700℃下,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层也具有更低的摩擦因数和磨损率,这归因于γ-matrix相(Co-Ni-Cr固溶体)具有很好的高温强度和热疲劳性能,对碳化物硬质相起到更强的联结支撑作用,提高了涂层的抗剥落能力。     

等离子喷涂NiCr/Cr_3C_2-10%hBN涂层的氧化性能

采用等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr_3C_2-10%h BN涂层,通过SEM、XRD和马弗炉研究了该涂层的显微结构、物相组成和氧化性能。结果表明,NiCr/Cr_3C_2-10%h BN涂层呈典型的层状结构,各层间结合性能良好。在850℃时,涂层的恒温氧化动力学曲线分为两个阶段,且均遵循抛物线规律。在850℃恒温氧化96 h后,涂层表面形成一层连续的Cr_2O_3和NiO保护膜。     

M2高速钢的高温摩擦磨损行为

采用Bruker UMT-3型高温摩擦磨损试验机,对M2高速钢在200、400和600℃下的高温摩擦磨损性能进行研究。采用扫描电镜观察磨损表面形貌,探讨了其磨损机制。结果表明:温度是影响M2高速钢高温摩擦磨损性能的重要因素。随着温度的升高,磨损体积先升高后降低,400℃时磨损体积最大,分别是200和600℃的15倍和1.2倍。200℃时摩擦因数最大为0.65,随温度升高摩擦因数先降低,随后趋于平稳,400和600℃时分别为0.39和0.40。200℃时M2高速钢的磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,以磨粒磨损为主,碳化物减磨作用明显; 400和600℃时主要磨损机制为粘着磨损和轻微的氧化磨损。400℃时粘着磨损严重,磨损加剧。600℃时以氧化磨损为主,氧化层起到良好的减磨作用,磨损减弱。400和600℃下的摩擦因数较200℃小,这是表面的软化熔融和氧化层的润滑的共同作用所致。     

45CT和NiCr/Cr3C2涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

目的采用超音速火焰喷涂技术在P12钢表面制备45CT和NiCr/Cr_3C_2涂层,研究两种涂层样品的热腐蚀行为和机理。方法将样品表面涂覆75%Na_2SO_4+25%NaCl(质量配比)混合盐膜后,置于650℃含0.15%SO_2(体积分数)的模拟烟气中进行腐蚀,间隔一定时间取出样品进行质量称取,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM/EDS对喷涂层和热腐蚀产物的成分、形貌、物相进行分析。结果采用超音速火焰喷涂制备的涂层结构致密、孔隙率低。腐蚀过程中样品整体表现为增重,但增重过程中有失重,NiCr/Cr_3C_2后期失重比45CT严重。45CT和NiCr/Cr_3C_2涂层均生成了耐蚀性良好的致密Cr_2O_3,而NiCr/Cr_3C_2涂层样品在涂层/基体界面还生成了氧化物和硫化物层,易导致涂层与基体界面弱结合。结论在650℃含0.15%SO_2的模拟烟气条件下,45CT涂层样品表现出了比NiCr/Cr_3C_2更好的抗热腐蚀性能。     

热喷涂复合涂层不同温度下摩擦磨损特性研究

摘 要: 文中选用等离子喷涂技术在CuCo2Be合金表面制备了Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层。以Al2O3陶瓷球为对偶材料运用UMT-2摩擦磨损试验机对基体和复合涂层进行不同温度下的摩擦磨损试验,并选用三位轮廓仪、扫描电镜、能谱仪、XRD等分析测试手段,详细研究了CuCo2Be合金及喷涂层在不同温度下滑动摩擦磨损后的微观形貌,以及摩擦磨损特性。研究结果表明：等离子喷涂获得的复合涂层致密,涂层为层状结构,物相组成呈现非晶态。通过摩擦磨损试验研究,结果表明500℃时涂层磨损体积远远小于铜合金磨损体积,具有优良的抗摩擦耐磨损性能;在常温时涂层磨损机制以磨粒磨损为主,磨损较小,随着温度的升高涂层磨损机制以氧化磨损和粘着磨损为主。     

铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

沉积温度对电弧离子镀AlCrSiN涂层的影响

目的 优化涂层制备工艺,改善AlCrSiN涂层的力学及摩擦性能。方法 采用可调节磁场强度的新型电弧离子镀技术,在不同沉积温度下研制AlCrSiN涂层。利用XRD及SEM分析AlCrSiN涂层的相结构、截面形貌,借助纳米压痕仪、划痕测试仪、高温摩擦磨损试验机以及台阶仪测试AlCrSiN涂层硬度、膜/基结合强度以及摩擦磨损性能。系统分析沉积温度对AlCrSiN涂层的成分分布、微观结构演变、力学性能的影响,并研究沉积温度对AlCrSiN涂层摩擦磨损性能的影响规律及磨损机制。结果 随着沉积温度逐渐升高,涂层吸附原子的活性增强,涂层沉积速率出现先上升、再下降的趋势。随着沉积温度升高,涂层中的Cr₂N相逐渐替代CrN相,且hcp-AlN相沿(11■0)晶面择优生长。各沉积温度下,AlCrSiN涂层均与单晶硅片基体表面结合良好,且具有良好的致密性。沉积温度的升高,增强了原子的扩散能力,致使晶粒尺寸增大。随着沉积温度升高,涂层的硬度及弹性模量均呈上升趋势,而H/E、H³/E*²均先升高、后降低,涂层膜/基结合强度逐渐增大。当沉积温度为3...     

激光熔覆NiCoCrAlY/HfB2复合涂层结构及高温摩擦学性能

利用激光熔覆技术在纯钛表面制备了NiCoCrAlY/HfB2复合涂层。用XRD和SEM分析了涂层的组成和组织结构,在SRV-IV微动摩擦磨损试验机上对涂层不同温度下的摩擦磨损性能进行对比测试,采用SEM和三维表面轮廓仪对磨损后试样、对偶球和磨屑的形貌进行了分析。结果表明:NiCoCrAlY/HfB2复合涂层主要组成为NiTi、HfB2、TiB2、Co3Ti、CrTi4和Hf3Ni7相,复合涂层与基材冶金结合,涂层晶体结构主要为块状晶。涂层的平均显微硬度约为850HV0.2,是基材硬度的4.25倍。在20℃、100℃、300℃和500℃摩擦测试温度下涂层的摩擦因数和磨损率随温度的升高而减小,复合涂层的磨损率在10-4～10-5 mm3/Nm数量级,具有较好的高温耐磨性能,涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。     

超音速火焰喷涂碳化铬基涂层的高温摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂方法制备出NiCr/ Cr3C2 和NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 两种涂层,?炝肆街滞坎愕淖橹?测定了两种涂层在650 ℃和800 ℃下的摩擦磨损性能,进而分析了BaF2 ·CaF2 共晶相对涂层的润滑减摩作用,讨论了两种涂层的适用范围。结果表明,NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 涂层在800 ℃展现出优异的耐磨自润滑效果,摩擦系数最低,仅为0. 2644,磨损率也较小,为5. 88×10-6 mm3 / (N·m);而NiCr/ Cr3C2 涂层在650℃的磨损率更小,仅为3. 66×10-6 mm3 / ( N·m)。两种涂层在不同温度下表现出不同的摩擦磨损机制:NiCr/Cr3C2 涂层在650 ℃和800 ℃均表现为典型的粘着磨损,但在650 ℃时有疲劳迹象,在800 ℃时则发生严重塑性变形;NiCr/ Cr3C2-BaF2·CaF2 涂层在650 ℃以磨粒磨损为主,在800 ℃时,由于氟化物润滑膜的作用,仅发生轻微的粘着剥落。     

3种热喷涂涂层在模拟气氛/煤灰环境下的热腐蚀及失效行为

采用超音速火焰喷涂技术在T91钢表面制备了45CT、NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY 3种涂层。在T91钢和3种涂层表面涂覆37.5%Na_2SO_4+37.5%K_2SO_4+15%Fe_2O_3+10%SiO_2的合成煤灰后通入模拟烟气在750℃下进行腐蚀,获得腐蚀动力学曲线,腐蚀200 h后观察涂层腐蚀前后厚度变化。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果表明,T91钢腐蚀非常严重,腐蚀产物大量剥落。3种涂层在腐蚀前期均表现为增重,而在腐蚀后期均存在失重现象。经过200 h腐蚀后,45CT、NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY涂层分别减薄25、112.7和93.1μm。T91钢腐蚀后表面残留的腐蚀产物主要为Fe_2O_3。45CT涂层表面主要的腐蚀产物相为Cr_2O_3,而NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY的腐蚀产物为Cr_2O_3和NiCr_2O_4。所有样品表层腐蚀产物中不同程度均嵌入了煤灰粒子。腐蚀介质会通过涂层扩散到涂层/基体界面导致基体一侧发生腐蚀。45CT、NiCr/Cr_3C_2涂层样品基体处腐蚀严重导致涂层/基体开裂,而NiCrAlY涂层由于孔隙率较低,以及稀土效应,界面的基体侧腐蚀轻微,未出现裂纹。     

DZ125合金表面Cr-Al-Y涂层抗高温氧化性能及摩擦性能

目的 提高DZ125合金的抗高温氧化性能和耐磨性。方法 采用包埋渗技术在DZ125合金表面制备Cr-Al-Y涂层,分析Cr-Al-Y涂层经高温氧化后的组织结构和相组成,对比研究涂层与基体的摩擦行为。结果Cr-Al-Y涂层具有多层组织结构,经高温氧化100 h后,涂层的平均质量损失量仅为0.85 mg/cm²。由于在高温氧化过程中Cr-Al-Y涂层形成了连续致密的Al₂O₃和Cr₂O₃氧化膜,随着氧化温度的升高,涂层表面的氧化速率增大,导致氧化产物剥落,并出现表面缺陷。Cr-Al-Y涂层的摩擦因数明显低于DZ125基体的摩擦因数,DZ125合金的摩擦因数约为0.45,Cr-Al-Y涂层的摩擦因数约为0.2。在摩擦过程中,DZ125合金发生了犁削磨损和磨粒磨损,涂层表面发生了磨粒磨损。结论 该涂层具有优异的抗高温氧化性能,连续致密的Al₂O₃氧化膜和Cr₂O₃氧化膜能够有效阻挡氧化性气氛与基体直...     

7075铝合金温成形过程中摩擦规律研究及有限元仿真分析

采用自主设计的高温摩擦试验机,研究了7075铝合金在边界润滑条件下的摩擦规律,建立不同温度下的变摩擦因数模型,并分析了各温度下的摩擦形貌,通过Abaqus有限元仿真和实际冲压验证变摩擦因数模型的准确性。研究结果表明:在边界润滑条件下,试验温度从100℃升高至300℃时,摩擦因数随着试验温度的增大而升高;在100～200℃时,摩擦因数相对稳定;在200～300℃时,摩擦因数随着滑动时间的增加,先增大后减小然后趋于稳定;在300℃时, 7075铝合金表面犁沟的磨损效果显著;当采用变摩擦因数模型时,铝合金的模拟成形效果更能接近实际的成形效果,有效提高了软件的模拟精度。