HVOF和APS制备WC-Co/NiCrBSi复合涂层高温摩擦学特性研究

运用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)技术在7005 铝合金表面制备了WC-Co/ NiCrBSi 复合涂层,分析了2 种技术所制备复合涂层的微观结构,研究了其在高温条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:采用HVOF 技术制备的复合涂层孔隙率仅为APS 制备复合涂层的28. 9%;其显微硬度(838. 4HV0. 5)以及与基体间元素扩散层厚度( Al:13. 17 μm, Ni:12. 55 μm) 均高于APS 制备的复合涂层。不同温度条件下,HVOF 制备复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于APS 制备复合涂层。室温25 ℃时,HVOF 制备复合涂层以微观切削磨损和轻微的疲劳磨损为主,而APS 制备的复合涂层则主要为疲劳断裂磨损;高温400 ℃条件下,前者的磨损机理变为多次塑变磨损和氧化磨损,而后者则为严重的粘着磨损和氧化磨损。     

镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

冷喷涂铝涂层及其耐磨性能研究

利用冷喷涂工艺在镁合金表面喷涂纯铝涂层,结合SEM分析粉末的微观形貌及涂层的显微组织,用图像分析软件Ipp6对涂层气孔率进行测定,用拉伸试验测定镁合金基体与涂层的结合强度,通过摩擦试验研究涂层的摩擦磨损性能并对其磨损机理进行分析。结果表明:涂层厚度均匀、组织较致密;平均粒径较小的粉末形成的涂层硬度较高,体积磨损量较低,耐磨性能较好。     

镁合金表面冷喷涂420不锈钢涂层及其摩擦磨损性能研究

采用冷喷涂技术在AZ80镁合金表面制备420不锈钢耐磨涂层,开展喷涂工艺参数和涂层组织结构研究,并初步比较耐磨涂层与38Cr Si钢的摩擦学性能。结果表明:随着喷枪移动速度的下降,涂层的孔隙率逐渐下降;涂层形成过程中,420不锈钢粉末中的奥氏体相发生应变诱导马氏体相变,在一定程度上提高了涂层硬度;涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和黏着磨损;涂层的耐磨性能显著优于38Cr Si钢。     

镁合金表面冷喷涂316L/WC涂层的制备及摩擦学性能研究

采用冷喷涂工艺在AZ80镁合金表面制备316L和316L/WC-12Co两种涂层,利用SEM分析原始粉末形貌及涂层的显微组织,研究不同冷喷涂气体温度和压力对涂层沉积效率和孔隙率的影响,以及涂层的摩擦磨损性能和磨损机理。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出316L和316L/WC-12Co涂层;冷喷涂气体压力和温度对粉末沉积效率、涂层孔隙率有较大影响,气体压力和温度越高,粉末沉积效率越高,涂层孔隙率越低;冷喷涂316L和316L/WC-12Co涂层都可显著提高镁合金的耐磨性能,由于WC-12Co的加入,冷喷涂316L/WC-12Co涂层表现出更为优异的耐磨性能。     

(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为了获得既具有自润滑减摩特性又有高耐磨性能的金属摩擦构件表面,提高高接触应力下金属摩擦副的使用寿命和可靠性,运用等离子喷涂技术在45#钢表面制备了(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层.研究了室温干摩擦条件下复合涂层的摩擦磨损性能,并用SEM和EDX对磨损表面进行了测试分析.结果表明:复合涂层与Si3N4和GCr15对...     

镁合金热喷涂Al_2O_3纳米陶瓷涂层性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂技术,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3纳米陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合陶瓷涂层的组成及组织形貌,并对其热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性进行测试。结果表明,热喷涂纳米陶瓷涂层中有AlTi3、Al2TiO5等新相生成,组织更为致密,颗粒熔化程度较高,涂层热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性明显优于热喷涂微米陶瓷涂层。热喷涂纳米陶瓷涂层热震次数可达40次,说明涂层结合强度较高,清漆封孔后,孔隙率为0,致密性和耐蚀性都达到最好。     

超音速等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的微观组织及其耐磨性能

采用超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备Cr2O3-Ni-5%A(l质量分数)陶瓷涂层。利用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜(LSCM)、显微硬度仪对涂层进行表征与分析,通过Image-pro Plus图形软件计算涂层的孔隙率,并通过摩擦磨损试验评价涂层的耐磨性能。结果表明:除了喷涂过程中出现了少量铬的氧化外,起始粉末和涂层的物相没有发生变化;陶瓷涂层表面呈双态组织,其表面粗糙度(Ra)为4.763μm;涂层断口形貌为典型的片层状组织,在涂层的抛光截面上可见紧密的富铬带均匀分布;Cr2O3涂层的孔隙率为1.2%,显微硬度为1 640HV0.3;涂层在室温下的摩擦因数约为0.4,其磨损机制为磨粒磨损。     

超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织及摩擦学性能

为研制一种高炉风口用耐高温、耐磨损涂层材料,采用超音速大气等离子喷涂法在铜合金(Cr Zr Cu)基体上制备Cr_2O_3-TiO_2复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、图形软件(Image-Pro Plus 3.0)和显微硬度计对Cr_2O_3-TiO_2复合涂层的显微组织进行表征,利用销盘式摩擦磨损仪在室温干滑动磨损条件下测试涂层的摩擦学性能。结果表明:喷涂后涂层与初始粉末的物相成分相近,主要是Cr_2O_3和TiO_2(金红石相),不同的是涂层中发现少量的低价氧化钛(TiO_2-x);涂层的截面组织比较致密,为典型的波浪形堆叠结构,孔隙率为1.16%,显微硬度为1 573HV0.3;涂层的断口形貌主要由短轴晶组成,另有少量熔融不完全颗粒。摩擦磨损试验表明:涂层的摩擦因数在0.4左右,平均磨痕宽度为354.8μm,磨损体积为21.75 mm3;磨损机制主要为塑性变形生成的平滑表面摩擦膜及少量疲劳脆断导致的涂层材料剥落。Cr_2O_3-TiO_2复合涂层具有自润滑特性,能够有效地防止基体材料的磨损。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦氧化机理研究

使用T11及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,用SEM观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明:摩擦副对Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦磨损性能影响不大;载荷增加,涂层表面的磨痕增宽,摩擦因数与磨损率减小,磨痕处的氧化物和烧结物增多;温度对涂层的摩擦磨损性能影响不大,高温下的“跑合”期比常温下的短;涂层的磨损机理主要是剥层磨损,在高温高载荷的磨损条件下,磨痕处出现氧化物和烧结物,在剥层磨损的同时还存在部分粘着磨损。     

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。     

激光熔覆TiB2颗粒增强镍基合金复合涂层的微观组织与摩擦学性能研究

为了提高铝合金摩擦构件的耐磨性能,运用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiB₂颗粒增强镍基合金（TiB₂/镍基合金）复合涂层,分析了其微观组织结构,研究了其在干摩擦和海水介质中的摩擦磨损行为与机制。结果表明：复合涂层中均匀分布有TiB₂增强相,并含有TiB、TiC、CrB和Cr₂₃C₆等反应生成硬质相,显微硬度达到855.8HV_0.5,是铝合金母材的6.7倍;不同环境介质中,复合涂层的摩擦系数和磨损失重均较镍基合金涂层和铝合金母材显著降低;干摩擦条件下,复合涂层的磨损机理以微观切削磨损为主,并伴有一定的硬质颗粒剥落;海水环境中,复合涂层的磨损机理转变为微观切削磨损和点蚀腐蚀磨损。     

等离子喷涂Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)涂层的组织与性能研究

采用等离子喷涂方法在AZ31镁合金表面制备一层Al65Cu23Fe12涂层以改善其表面性能。通过OM、XRD及EDS等分析方法,分析了涂层热处理前后的组织及性能。结果表明:等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层组织由Al65Cu20Fe15准晶相和Al(Cu,Fe)相两相组成;经过T4和T6处理后,相组成没有发生变化,T6处理使准晶相含量明显增加,由喷涂态的31.3%(原子分数)提高到40.4%(原子分数);Al65Cu23Fe12涂层的硬度与其准晶含量呈正比,T6态下的准晶含量最多,硬度最大,达到752.8HV0.1,比喷涂态提高了22.2%,远远大于AZ31基体的硬度;涂层的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.22～-0.79V,自腐蚀电流密度=21.5～58.7A/m2)远高于基体的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.6V,自腐蚀电流密度=135.8～242.7A/m2)。热处理使涂层和基体的耐蚀性能降低。     

钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

铝合金微弧氧化技术研究概况

综述了铝合金微弧氧化技术的原理及陶瓷膜的特点。着重分析总结电流密度、电压与频率、占空比等电参量因素对陶瓷膜性能的影响,介绍铝合金微弧氧化中常用的电解液组成,简要描述微弧氧化陶瓷膜的硬度、耐磨、断裂、耐腐蚀等性能。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响

为了制备优质的电火花合金强化层，提高强化层摩擦学性能，本文运用电火花沉积工艺，制备了镍基合金强化层，研究了沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律。研究结果表明：电参数、比强化时间和氩气流量对镍基合金强化层摩擦学性能产生重要影响；采用低输出电压匹配较高充放电电容量(110 v、300 μF)进行表面沉积，所制备的镍基合金强化层组织结构致密，耐磨性高；比强化时间为2.5 min/cm2时，保护气体氩气的流量应控制5 L/min左右，镍基合金强化层组织均匀致密，气孔率少，可降低摩擦系数，并显著提高强化层的耐磨损性能。镍基合金强化层的主要磨损机理是微观切削和微观断裂磨损。     

石墨烯对7050高强铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织性能的影响

为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化（MAO）技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜（SEM）、体视显微镜、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、涂层附着力自动划痕仪以及电化学工作站,研究含石墨烯的MAO陶瓷膜层形貌、粗糙度、相组成和元素分布、结合力以及耐蚀性。结果表明：石墨烯添加剂的加入使得陶瓷膜层表面微孔尺寸降低、结构致密,且主要是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃组成;当石墨烯添加剂浓度为10 g/L时,MAO陶瓷膜层粗糙度最低,为857.835 nm,且结合力最好,达到46 N;膜 层的腐蚀电位最大,腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好。