阴极弧离子镀AlCrN涂层高温氧化后XPS分析

采用阴极弧离子镀方法在Ti C基金属陶瓷刀具表面沉积了Al Cr N涂层,进行了900℃下2 h高温氧化试验。通过SEM、EDS、XRD、XPS等手段分析了Al Cr N涂层高温氧化前后表面形貌、元素组成、物相组成及元素结合能,并讨论了Al Cr N涂层高温氧化及失效机理。结果表明,氧化前Al Cr N涂层由Al N、Cr N和Cr2N物相组成,其中Cr N表现出(200)的择优取向,氧化后其物相转变为抗高温的Al2O3、Cr3O4和Ti4O3氧化物;氧化前Al Cr N涂层中Al和N以Al—N键、Cr和N以Cr—N键存在,氧化后Al与O以Al—O键、Cr与O以Cr—O键方式存在,在涂层-基体结合界面处形成了致密的扩散层。     

TiAlCN涂层界面扩散机理与结合强度

利用阴极弧离子镀在Cr12MoV钢表面制备了TiAlCN涂层,通过扫描电镜(SEM)、能量分散光谱法(EDS)、X射线衍射术(XRD)等手段分析了TiAlCN涂层的表面-界面形貌、化学元素分布和物相特性,并对其界面结合机理进行了探讨。结果表明,Al原子第一电离能低于Ti原子,容易从靶材上气化电离出来沉积在基体上,使得涂层中Al元素含量较高;涂层中TiN、AlN和AlTiN为硬质相,其中涂层中高含量的Al原子有利于提高抗磨损性能,无定形C原子有利于降低摩擦系数;Ti、Al、C、N等原子在涂层中产生富集现象,在结合界面处发生扩散,是形成冶金结合的主要机制。另外,用划痕法测得涂层界面结合强度为76.9N,具有较高的抗剥落能力。文中的结果为TiAlCN涂层在冷作模具表面改性处理中的应用提供了实验基础。     

YL113铝合金阳极氧化膜表面——界面形貌与能谱分析

利用阳极氧化法在YL113铝合金表面制备了一层氧化膜,通过SEM、XRD、EDS、XPS等手段对其表面-界面形貌、物相、化学元素组成和原子结合能谱进行了分析,对其表面和结合界面化学元素进行了面扫描和线扫描分析,并对氧化膜界面结合形式进行了表征。结果表明,阳极氧化后Al原子和O原子在氧化膜表面产生分层富集现象,其原子分数之比接近2∶3,所生成的氧化膜组成物为α-Al2O3+γ-Al2O3;Al2p峰结合能为74.37 eV,以Al3+形态存在,O1s峰结合能为531.82 eV,以O2-形态存在,氧化膜是以Al2O3形式存在;Al和O原子在氧化膜结合界面形成富集层,氧化膜与基体形成化合物型界面+扩散型界面组合形式;在结合界面处出现大量的小岛及锚点,氧化膜表现为较强的界面结合力。     

阴极弧离子镀制备AlCrN涂层的高温摩擦磨损行为

采用阴极离子镀在TiC金属陶瓷刀具表面制备了AlCrN涂层,采用球/平面接触方式考察了900℃高温时不同载荷作下涂层的摩擦磨损行为。通过扫描电镜观察了磨痕轮廓和微观形貌,并用能量散射谱和X射线衍射分析了磨损后涂层表面化学元素和物相的变化,讨论了载荷对涂层摩擦因数和磨损性的影响。结果表明,经900℃高温氧化后,涂层中N元素全部释放,形成Al和Cr的氧化物,改善了润滑性能和磨损性能;在载荷600,800和1000 g作用下,涂层摩擦因数平均值分别为0.1455,0.3939,0.4188,在载荷600 g时表现出优良的摩擦特性,适用于精密切削加工;在高温下AlCrN涂层表现为氧化磨损,同时伴随着少量的磨粒磨损和黏着磨损。     

Friction and Wear Performances of Ni-P Coatings by Chemical Plating after Crystallization Treatment

利用化学镀在YL113铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层,通过SEM、EDS和XRD等手段表征了其在不同温度下晶化处理后表面形貌、化学元素含量和物相组成。分析了晶化处理温度对镀层硬度的影响,并用HSR-2M型往复摩擦磨损试验机考察了Ni-P镀层磨损机制。结果表明,当晶化处理温度升高时,镀层晶粒尺寸逐渐增大,镀层中形成了以Ni为主的化合物,在350 ℃时硬度最高;350以后,如果晶化温度继续升高,晶粒尺寸增大,表现出以Ni的衍射峰强度增加的反霍佩琪效应;随晶化处理温度升高,镀层摩擦系数先增大后减小,在350 ℃时摩擦系数最小,磨损性能最好。晶化处理温度低于350 ℃、在350 ℃、高于350 ℃时的磨损机制分别为磨粒磨损、粘着磨损+磨粒磨损、粘着磨损     

热处理温度对化学镀Ni-P镀层组织和磨损性能的影响

利用化学镀在ZL113铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层,通过SEM和XRD表征了其在300℃-400℃系列温度下处理80min后表面形貌和物相组成,并用摩擦-磨损试验考察了Ni-P镀层磨损机制。结果表明,热处理使得化学镀Ni-P镀层晶粒尺寸增大,其显微硬度随热处理温度增加,呈准高斯分布,当热处理温度在350℃时,其硬度达到最大值611.2HV;热处理温度对镀层摩擦系数影响较小,Ni-P镀层磨损过程分三个阶段：磨粒磨损、粘着磨损+磨粒磨损、粘着磨损,在350℃热处理时耐磨性能最佳。     

激光淬火后Cr12MoV渗铬层的摩擦与磨损性能EI北大核心CSCD

利用激光对Cr12MoV冷作模具钢盐浴渗铬后进行表面激光淬火处理,通过SEM扫描电镜和X射线衍射仪分析渗铬层组织结构和物相组成,考察渗铬层摩擦因数与磨损性能,对磨损机理进行讨论。结果表明:渗铬层厚度约为20μm,Cr含量呈梯度分布,在渗铬层中形成富集层;渗铬层物相由CrC_3,CrC_2,(Fe,Cr)_2C_3和Cr组成,经渗铬+激光淬火后渗铬层表面形成致密Cr_2O_3膜;渗铬层-基体为冶金+机械结合方式,经渗铬+激光淬火后冶金结合能力增强;用SiC陶瓷球为对磨件进行干摩擦磨损实验,经渗铬+激光淬火后渗铬层平均摩擦因数为0.5795,比原始状态和渗铬处理分别降低了40.9%和19.2%,减少了黏着磨损,磨损形式为磨料磨损,淬硬层和硬质相是提高磨损性能的主要机制。     

不同载荷下TD处理制备VC改性层的摩擦磨损行为

通过TD(热扩散)处理方法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了一层VC改性层,利用SEM,EDS,XRD和划痕法等手段对改性层组织形貌,成分和结合强度进行了表征,并与GCr15钢柱对磨进行了干摩擦滑动磨损实验,研究其在不同载荷下摩擦性能和往复磨损特性。结果表明:改性层是由VC相组成,其界面结合方式为冶金结合,划痕法测得改性层平均结合强度为51.2N;稳态摩擦因数随着载荷的增加而增大,合理的载荷减小摩擦因数和磨损量,往复磨损机制主要为磨粒磨损;VC改性层能够显著提高Cr12MoV钢的表面硬度和承载能力,可以显著改善其耐磨性能,VC改性层高硬度和结合强度是提高耐磨性的主要机制。     

5052铝合金表面化学镀Ni-P镀层的组织与性能

利用化学镀在5052铝合金表面制备了Ni-P镀层,通过SEM、EDS和XRD等手段对镀层表面和界面的形貌、物相、组成、结构和性能进行了表征和分析。结果表明:化学镀Ni-P合金镀层为非晶态,成分以Ni为主,由直径为10~50-m的颗粒组成,颗粒分布较均匀,界面结合状态良好;化学镀对表面粗糙度的影响在500 nm以内,镀后镀层表面粗糙度Ra为384.49 nm;镀层残余应力状态为拉应力,其值达到(521±168.0)MPa。