Al2O3-20%TiO2涂层与Al2O3-40%TiO2涂层磨损性能的对比研究

主要对比分析了Al2O3-20%TiO2涂层和Al2O3-40%TiO2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能.实验表明:Al2O3-20%TiO2涂层与Al2O3-40%TiO2涂层的磨损率都随摩擦时间的增大呈先降低后增大的趋势;在相同实验条件下,Al2O3-20%TiO2涂层的耐磨性能要优于Al2O3-40%TiO2涂层材料,且摩擦过程中的主要磨损机理为:粘着磨损和脆性断裂.     

Al2O3-40%TiO2涂层/锡青铜的摩擦磨损性能研究

在室温下对Al2O3-40%TiO2涂层与锡青铜摩擦副进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。使用SEM分析了磨损表面形貌特性;同时采用EDAX进行了磨损微观区域的成分分析。结果表明:在FD-7主轴润滑油的条件下,A l2O3-40%TiO2涂层与锡青铜之间发生了明显的涂抹和擦伤现象,涂层摩擦磨损性能优异。     

氧化镧掺杂对等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2涂层组织和耐磨性能的影响

在45#钢基体上大气等离子喷涂制备了Al2O3-40%TiO2(AT40)以及添加不同含量La2O3稀土的陶瓷涂层,利用X射线衍射和扫描电镜对涂层的组织结构和形貌进行了研究,并分析了涂层的显微硬度和磨损性能.研究结果表明:添加稀土的AT40涂层主要是由Al2O3、Al2TiO5和LaAl11O8相组成.基体与粘结层以及陶瓷层与粘结层之间形成良好的机械结合界面.添加稀土的涂层孔隙率降低,显微硬度和断裂韧性略有增加.在相同的摩擦磨损试验条件下,稀土/AT40涂层比AT40涂层具有更好的耐磨性,磨损机制都主要是脆性剥落磨损和粘着磨损.     

氧化镧对纳米Al2O3-13TiO2等离子喷涂层的摩擦磨损性能影响

以添加少量氧化镧的团聚纳米Al2O3-13%TiO2粉末为原料,利用等离子喷涂技术制备纳米陶瓷涂层,在MMS-1G型高速摩擦磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,并利用扫描电镜和能谱仪表征其磨损表面。结果表明:添加1%氧化镧的涂层具有更低的孔隙率,更高的抗拉结合强度;在高速摩擦磨损试验过程中,氧化镧可起到降低摩擦因数及磨损率的作用,添加1%氧化镧的纳米涂层摩擦磨损性能优良。磨损是由涂层微裂纹扩展导致的涂层剥落引起的,黏着磨损显著。     

等离子弧功率对Al2O3-13wt％TiO2涂层组织与磨损性能的影响

采用大气等离子喷涂方法在Q235钢基体上制备了不同等离子弧功率的Al2O3-13wt％TiO2涂层,粒度为(20～40)μm.采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪等对涂层微观形貌、相组织结构进行表征,测定了涂层截面孔隙率、沉积厚度、显微硬度以及干摩擦磨损性能.等离子弧功率为29640W时涂层质量较好,截面显微硬度达1145 HV0.2、沉积厚度为338μm,孔隙率为3.9％,干摩擦磨性能最佳.在较大载荷下犁沟效应明显,涂层失效形式表现为颗粒剥落、磨粒磨损.载荷减小时,涂层微观脆性断裂显著,磨损失效形式为疲劳剥落和显微犁削.     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究

利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备了WC-Co涂层，测定了涂层孔隙率、显微硬度及干摩擦磨损过程中涂层材料失重，得出涂层干摩擦因数随时间的变化关系，分析了涂层摩擦磨损机制。结果表明，WC-Co涂层致密，平均孔隙率为1．29％，显微硬度达1140HV（测试载荷2．94N），干摩擦条件下材料失重低于电镀Cr镀层2个数量级；摩擦初期，干摩擦因数迅速增加，主要磨损特征是粘结相富Co区的犁沟切削，摩擦中后期，摩擦副间实际接触面积增大，摩擦因数变化较小，磨损趋于稳定。WC-Co涂层的主要磨损机制是疲劳磨损和犁沟切削。     

载流条件下黄铜/Al_2O_3/Cu复合材料摩擦副的摩擦磨损性能

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,以该复合材料为销试样,黄铜(H62)为盘试样进行载流条件下的干滑动摩擦磨损试验,并对销试样摩擦表面进行微观形貌分析.结果表明:磨损率随着电流、速度和载荷的增大而增加,摩擦因数随着电流的增大而增加,随着速度和载荷的增大而减小;电流较小时摩擦表面具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主;在试验条件下,Al2O3/Cu复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于紫铜.     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

1100℃下MoSi_2涂层的高温摩擦磨损性能研究

为提高K403镍基高温合金的高温耐磨损能力,采用大气等离子喷涂在镍基上制备了金属间化合物MoSi2涂层,比较分析了基体和涂层与Al2O3配对摩擦副在1100℃下的高温摩擦磨损性能,并采用X射线衍射仪和扫描电镜对摩擦磨损表面进行了物相、形貌和成分分析,进而分析了基体和涂层的磨损机理。研究结果表明:K403合金的摩擦因数在0.35～0.5范围内变化,而MoSi2涂层的摩擦因数在0.65左右波动;MoSi2涂层的磨损率约是基体材料的0.5倍,涂覆MoSi2涂层后,提高了镍基高温合金耐高温磨损能力;镍基合金的高温摩擦磨损机制主要为氧化磨损和疲劳断裂,载荷较小(10N)时,MoSi2涂层的磨损机制主要表现为氧化磨损,较大载荷(40N)时,MoSi2涂层的磨损机制主要表现为氧化磨损和疲劳脆性断裂。     

等离子喷涂耐磨陶瓷涂层的组织研究

为了满足表面冶金强化零件的各项性能要求,本论文主要研究了等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2复合陶瓷涂层的微观组织结构以及涂层的硬度和摩擦磨损等性能。研究表明:Al2O3-13%TiO2涂层具有良好的致密度,结合强度相对较低;而硬度又较大;涂层中有硬质相或颗粒,虽然宏观硬度并不特别高,但具有很高的耐磨性。     

化学气相沉积Ti(CN)/TiC/Al_2O_3多层涂层的结构和耐磨性能

采用化学气相沉积技术在42CrMo钢基体表面制备了Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层,分析了多层涂层的断面形貌、元素分布和物相组成,并研究了多层涂层的显微硬度及其与基体的界面结合力、耐磨性能。结果表明:Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层的结构较致密,主要由TiC0.2N0.8、TiC、α-Al2O3和Ti2O3组成,厚度约10μm,其显微硬度约2 654HV,涂层与基体间的界面结合力可达62N;与基体相比,多层涂层的平均摩擦因数约降低了23%,磨损量约减少了50%,其磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。     

船用内燃机轴瓦表面含MoS2的PAI/PTFE聚合物复合涂层制备及减摩抗磨研究

船用内燃机中轴瓦及曲轴工作时接触界面受力复杂，若润滑不当极易造成轴颈的黏着、擦伤、裂纹等。为改善船用内燃机轴瓦的使用寿命，在轴瓦表面制备聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯（PAI/PTFE）聚合物涂层，并探讨MoS2颗粒对PAI/PTFE复合涂层摩擦性能的影响。通过喷涂-烧结法在轴瓦材料铝锡铜合金表面制备不同MoS2质量分数的复合涂层，并以轴承钢球作为摩擦配副，在3、4、5 N载荷以及干摩擦和油润滑下考察复合涂层的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦下，MoS2质量分数为2%的复合涂层摩擦因数降低了80%以上，磨损降低了90%以上；油润滑下摩擦因数最大降低了67%。SEM和EDS分析表明，5 N载荷下，MoS2质量分数低于2%时，长时间摩擦会导致复合涂层破裂，进而产生大的摩擦磨损；而含有2% MoS2的涂层会在钢球接触表面上产生均匀的硫化物层，可以保护涂层提高其稳定性。通过对不同MoS2含量涂层的摩擦因数、磨损及磨痕形貌对比，得出较优的涂层配比。研究表明，适量的MoS2能够提高涂层摩擦膜的稳定性，减小摩擦磨损。     

MoS2/Al薄膜涂层磨损性能研究

采用磁控溅射法在304不锈钢表面制备双元复合涂层MoS₂/Al。采用EDS、扫描电子显微镜(SEM)、三维表面轮廓仪、摩擦磨损试验机等设备对涂层的摩擦学行为进行研究。结果表明，涂层的平均摩擦系数随着载荷的升高呈现下降趋势。载荷为2N时涂层的摩擦系数最高，达到0.34左右，载荷为20N时涂层的摩擦系数最低，约为0.21。对比单元MoS₂涂层可以发现，铝元素的加入提高了涂层的韧性与涂层的摩擦性能，MoS₂/Al复合涂层的破坏机制主要为裂纹的萌生和涂层的片状剥落。     

NiCr-Cr_2O_3-BaF_2/CaF_2爆炸喷涂涂层干滑动摩擦磨损性能

在SRV高温摩擦磨损试验机上,考察了25℃和500℃时NiCr-Cr2O3-BaF2/CaF2爆炸喷涂复合涂层与Si3N4球配对时的干滑动摩擦磨损特性。采用FEIQUANTA-600型环境扫描电镜分析了涂层磨损表面形貌,探讨了该爆炸喷涂层的磨损机制。结果表明:500℃时在干滑动摩擦条件下,爆炸喷涂NiCr-Cr2O3-BaF2/CaF2复合涂层表面形成润滑转移膜,显示出优异的高温自润滑性能,与25℃时相比,500℃时涂层的摩擦因数降低了72.2%,磨痕宽度减少了46.6%;温度显著影响涂层的磨损机制,25℃下为黏着磨损,500℃下为严重塑性变形和轻微磨粒磨损。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2/MoS_2陶瓷减摩耐磨涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,并采用显微维氏硬度计和划痕试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试。结果表明:涂层与基体之间的结合强度良好,显微硬度高达HV1 457,磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。     

浸渍石墨/38CrMoAlA (喷涂)配对密封摩擦副的干摩擦性能

针对干摩擦机械密封在高速运转工况下密封端面的摩擦磨损而导致密封失效问题，通过试验分析几种典型摩擦副材料组对在干摩擦下的摩擦磨损性能。选择浸锑石墨M106D和浸树脂石墨M106K分别与38CrMoAlA以及喷涂Cr2O3、Al2O3的38CrMoAlA硬环组对，采用Plint摩擦磨损试验机，监测摩擦副在高速干摩擦条件下的摩擦因数，分析轴向载荷及线速度对摩擦因数的影响，通过白光干涉仪观测试验前后端面形貌。结果表明：干摩擦下，喷涂的硬环表面石墨转移附着较少，其更耐磨、磨损程度小，浸锑石墨较浸树脂石墨磨损少；6组配对试验主要磨损形式为磨粒磨损，其中浸锑石墨/喷涂Al2O3的38CrMoAlA摩擦副摩擦因数最小；由于石墨的自润滑性，适当增加转速和轴向载荷均有利于降低端面摩擦因数。     

等离子喷涂Cr3C2/MoS2复合自润滑涂层的摩擦学性能

等离子喷涂工艺作为一种表面强化方法,已广泛应用于耐磨、减摩、耐蚀和耐高温等功能涂层的制备.采用等离子喷涂技术,在Q235钢表面制备Cr3C2和Cr3C2/MoS2复合自润滑涂层.对涂层的耐磨特性进行摩擦磨损实验研究,测定显微硬度,并分析涂层的微观结构和物相组成.结果表明,Cr3C2及Cr3C2/MoS2复合涂层的表面硬度平均提高近9倍;在室温干摩擦条件下,Cr3C2型喷涂层的抗磨性能比Q235基体有大幅度提高,加入一定量的MoS2即可维持Cr3C2型涂层的高硬度和抗磨损性能,又可有效降低摩擦因数.     

Al2O3-13%TiO2/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷相的Fe₄₅Cr₁₆Mo₁₆C₁₈B₅铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验，通过与铁基非晶合金涂层进行对比，研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^-1)下的摩擦磨损行为，分析了其磨损机制。结果表明：当销轴转速为300 r·min^-1时，不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损；当载荷为30 N时，复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小，均在转速为500 r·min^-1达到最大，在销轴转速为500 r·min^-1和800 r·min^-1时复合涂层均表现为黏着磨损。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

纳米氧化物填充PTFE复合材料的摩擦学性能

用机械共混、冷压成型烧结的方法分别制备了不同纳米氧化物填充PTFE复合材料试样.用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下各试样的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜(SEM)对试样的混合程度和磨屑的形貌进行了观察和分析.结果表明:在实验条件下,纳米TiO2和纳米Al2O3的加入均可较大幅度提高PTFE的耐磨性,在250 N载荷下,纳米TiO2和纳米Al2O3的加入可使PTFE耐磨性分别提高7.3和3.4倍;纳米TiO2和纳米Al2O3的加入对PTFE摩擦因数影响不大;纳米TiO2和纳米Al2O3填充PTFE复合材料的磨损机制主要是粘着磨损.