超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能研究

目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液中的涂层进行摩擦腐蚀实验,测量涂层在静态及滑动条件下的磨损率、摩擦系数和极化曲线。结果喷涂距离提高时,涂层孔隙率降低,硬度提高,达到1100～1400 HV。在腐蚀介质中滑动摩擦时,WC-10Co-4Cr涂层的磨损率较304不锈钢低2个数量级,磨损率为1.7×10~(-7)mm~3/(N·m),而304不锈钢的磨损率为2.6×10~(-5)mm~3/(N·m)。结论 WC-10Co-4Cr涂层良好的摩擦腐蚀性能归因于承受负载的WC相与产生钝化的金属粘结相之间的协同作用,其抵抗涂层受摩擦腐蚀破坏。     

热喷涂汽车发动机气缸内壁涂层的研究进展

为了达到越来越苛刻的内燃机排放标准,减轻车身重量以降低燃油消耗是近年来车辆行业的重要发展方向之一。采用热喷涂方法在铝合金或铸铁气缸内壁喷涂减摩、耐磨并耐腐蚀的涂层代替传统铸铁缸套具有广阔的应用前景。首先介绍制备气缸内壁涂层的工艺流程,主要阐述现有制备气缸涂层的超音速火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂和等离子转移弧线材喷涂等工艺的原理,对不同热喷涂工艺特点进行了总结,阐明不同热喷涂方法获得的涂层结构特点。通过列举国内外车辆制造商先进热喷涂涂层的应用实例,进一步分析各类涂层的优缺点。最后提出优化喷涂参数、开发新型喷涂材料、控制涂层内应力和应对未来生物燃料是汽车气缸涂层的下一步研究方向。     

热喷涂金属基防滑耐磨涂层的研究进展

采用热喷涂技术制备的金属基防滑涂层能有效增强材料表面间的摩擦阻力,同时在耐磨及防腐等方面表现出良好的性能,在工业生产、海洋平台及船舶甲板等领域有广泛应用。相对于高分子防滑涂层,金属基涂层具有使用寿命长、摩擦系数稳定、不使用有毒溶剂等优点。首先介绍了金属基防滑涂层的防滑原理、制备工艺及特点,分别阐述了四类金属基(Al基、Fe基、NiCr基和Co基)防滑涂层的研究现状及其应用背景,分析喷涂工艺参数、粉末参数、服役环境等因素对涂层摩擦学行为的影响规律。作为防滑涂层,Al基涂层具有良好的耐腐蚀性能且价格相对低廉;Fe基、NiCr基均表现出较好的抗高温磨损性能及耐蚀性能,但Fe基非晶涂层成本偏高;Co基涂层的低温耐磨性较优越。在实际应用中需要根据服役条件选择防滑材料,再根据材料本身特性选取相应的喷涂工艺。最后提出新型防滑材料、涂层制备技术及先进表征技术应是今后金属基防滑涂层的重点研究方向。     

载荷对AuNi9/金镀层摩擦副摩擦磨损性能的影响

对不同载荷条件下AuNi9/金镀层摩擦副的摩擦磨损行为进行研究,观察并分析磨损表面和磨屑的形貌。结果表明:在0.2 N条件下摩擦因数为0.8,0.4 N条件下摩擦因数从初始的0.6经12 km的滑动距离后降低至0.3。低载荷条件下,金镀层主要发生粘着磨损,经20 km距离的测试镀层未出现严重的磨损;高载荷条件下,金镀层的主要磨损机制为磨粒磨损,镀层磨损表面发生严重的塑性变形和产生较深的犁沟,磨损严重。AuNi9/金镀层摩擦副以金镀层的磨损为主,AuNi9合金丝磨损为辅,低载荷条件下,AuNi9合金丝和金镀层均发生适度的磨损,摩擦副具有长的使用寿命。     

热喷涂制备二氧化钛涂层中锐钛矿相调控的研究进展

二氧化钛(TiO_2)涂层在许多领域具有重要的应用价值,如光催化降解和光电池,近年来引起了相关研究者的广泛关注。在众多涂层制备技术中,热喷涂技术可以快速、高效、大面积、大批量地制备TiO_2涂层,且得到的涂层力学性能良好,喷涂成本较为低廉,因而使热喷涂TiO_2涂层的应用更具前景。TiO_2涂层的晶相组成是影响涂层最终性能的一个重要因素,而控制涂层中晶相组成的关键是调控亚稳态的锐钛矿相含量。综述了近些年来国内外制备TiO_2涂层常用的热喷涂技术,如传统粉末热喷涂、液料热喷涂以及冷喷涂等,分别阐述了不同热喷涂技术中通过调节一些重要参数达到调控涂层中锐钛矿相的方法,并讨论了材料掺杂对TiO_2涂层中锐钛矿相的影响,指出了目前调控涂层中锐钛矿相存在的问题和后续的研究方向。     

银合金粉末粒度对Ag-MoS2复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金热压的方法制备Ag-MoS2复合材料,研究银合金粉末的粒度对复合材料的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着银合金粉末粒度的减小,MoS2团聚体在基体中的分散性得到改善,材料的硬度和抗弯强度同时也得到大幅提高。银合金粉末较小时,复合材料的稳定摩擦因数较低且较平稳;当粉末粒径大于38μm时,复合材料的磨损量显著增大。MoS2团聚体弥散的涂覆在磨损表面上形成了不连续的润滑膜,提高MoS2在基体的分散性有利于增加润滑膜在磨损表面的覆盖面积,从而减轻表层材料的剪切应力和减少金属与金属之间的接触,降低材料的摩擦与磨损。     

热喷涂NiCrBSi基耐磨涂层的研究进展

磨损失效是工业生产及材料使用寿命最主要的消耗方式之一,通过热喷涂表面涂层技术提高摩擦副表面摩擦磨损性能受到越来越多的关注。作为一种重要的表面处理技术,热喷涂在防腐、耐磨等方面均有出色的表现。NiCrBSi是以Ni、Cr为主要组元的Ni基自熔性合金,近年来,NiCrBSi基涂层在制备方法、性能表征和应用推广等方面都取得了重要进展。本文主要论述了热喷涂NiCrBSi和NiCrBSi-Mo涂层的自润滑性能、NiCrBSi-碳化物涂层的硬质相增强效果、NiCrBSi-氧化物涂层综合性能等方向的研究现状,分别对火焰重熔、激光重熔、炉内重熔及感应重熔NiCrBSi基涂层的原理、特点及相关应用实例进行了阐述,分析了这四种后处理重熔态涂层结构与磨损性能,着重比较添加组元和重熔工艺对涂层的组织结构、力学性能和耐磨损性能等方面的影响规律,并阐明了各自在机理上的异同。最后总结了NiCrBSi基耐磨涂层研究面临的主要问题,并针对这些问题,从材料、工艺和后处理方面提出了三点展望性建议。     

火焰喷涂和等离子喷涂FeCrBSi涂层及其防滑和耐磨性能研究

目的采用大气等离子喷涂(APS)和火焰喷涂(FS)在304不锈钢基体上制备FeCrBSi涂层,并对比研究两种工艺制备涂层的防滑和耐磨性能。方法通过光学显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的显微形貌和结构进行分析,通过维氏硬度计测试涂层的显微硬度。采用摩擦磨损试验机和三维光学显微镜,测量涂层在干摩擦条件下的摩擦系数和磨损量。结果两种喷涂方法制备的涂层多孔,在喷涂过程中极少发生氧化。与火焰喷涂涂层(749HV0.1)相比,大气等离子喷涂涂层(837HV0.1)具有更高的维氏硬度值。在摩擦试验中,火焰喷涂涂层的磨损率为(38.63±2.37)×10~(-6)m~3/(N·m),而大气等离子喷涂涂层的磨损率为(9.5±0.49)×10~(-6)m~3/(N·m),但两种涂层的摩擦系数区别较小,在频率2 Hz、载荷10 N的条件下的摩擦系数为0.6~0.7。结论两种涂层的磨损机制均为疲劳磨损,喷涂态FeCrBSi涂层具有较好的防滑耐磨性能,且大气等离子喷涂涂层性能优于火焰喷涂涂层。