金属复合对CrN薄膜的结构及摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射制备了CrN、Cr-Al-N与Cr-Ti-N复合薄膜;利用XRD与SEM表征了薄膜的结构及断面形貌;采用摩擦磨损实验机考察了薄膜的摩擦磨损性能;研究了金属复合对薄膜结构和摩擦磨损性能的影响.结果表明:所制备的复合薄膜中Al与Ti均以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子.形成固溶体的合金复合薄膜;合金复合后薄膜的结晶性变差,晶粒均出现细化;合金复合薄膜的摩擦磨损性能均有不同程度的提高.其中Cr-Al-N薄膜的耐磨性极大提高.     

CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能,利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征,通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后,CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小,但结合强度增加;真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势,其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力,从而减小摩擦因数,CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数;CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦,而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能,作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

银固体润滑涂层低温下摩擦磨损性能

采用磁控溅射在镍基合金718基底上沉积了8μm银基自润滑涂层,用XRD对涂层相结构进行表征;在真空条件下对不同温度下涂层的摩擦磨损性能进行研究;用扫描电镜SEM及能谱仪EDS对磨痕形貌和成分进行观察测试。结果表明:所制备的银固体润滑涂层结晶良好,涂层表面均匀致密,与基底结合性能良好,晶粒尺寸约为200nm;银涂层具有良好的摩擦磨损性能,常温25℃下磨痕呈较深的犁沟状,磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主; 0℃时,涂层表层内部局部地方出现裂纹和孔洞,发生了严重磨损;-50℃时,摩擦因数最低,磨损量最小,一层光滑且较软的银基润滑膜生成并粘附在硬质摩擦副表面,增加了润滑效果,磨损机制以轻微的黏着磨损为主;温度继续降低到-100℃时,磨痕表面重新出现犁沟状痕迹,磨损机制主要以脆性断裂的剥层磨损为主。     

电参数对CrN薄膜在去离子水环境下摩擦磨损性能的影响

采用多弧离子镀方法,在不同偏压和靶电流下在GH05合金试样表面制备系列CrN薄膜,利用扫描电子电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、多功能材料表面试验仪对薄膜的微观组织结构和力学性能进行测试分析。利用盐雾磨损试验机的球-盘摩擦方式研究各CrN薄膜在去离子水环境下与Si₃N₄球对磨的摩擦学性能。结果表明:随着偏压增大,CrN薄膜表面微颗粒大小逐渐减小,硬度增大,结合力先增大后减小,随着靶电流增大,CrN薄膜表面凹坑逐渐减小,硬度减小,结合力先增大后减小;随着偏压增大,CrN薄膜的平均摩擦因数先增大后减小,磨损体积先减小后增大,随着靶电流增大,CrN薄膜的平均摩擦因数先减小后增大,磨损体积先减小后增大,当偏压为-80 V,靶电流为100 A时制备的CrN薄膜在去离子水环境下具有最佳的摩擦学性能;CrN薄膜在去离子水环境下的磨痕形貌主要呈现磨粒磨损的沟槽形貌,同时表现出抛光效果。     

铝添加对等离子喷涂氧化铝涂层摩擦磨损性能的影响

采用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层,考察其摩擦磨损性能。利用SEM和OM对涂层显微结构和磨损形貌进行分析,考察了涂层的气孔率、显微硬度、结合强度和导温性能等。结果表明:由于金属铝良好的导热和延展性能,适量的添加铝在一定程度上改善了氧化铝涂层的层间结合和导温性能,也提高了涂层的耐磨性能。     

不同润滑油缸套涂层摩擦磨损性能研究

为了研究不同型号润滑油对有无涂层缸套摩擦磨损性能的影响,采用往复式摩擦磨损试验机进行样块试验,对DLC活塞环与有无涂层缸套及5W-30和10W-40润滑油进行配对对比试验,并通过扫描电镜观察其磨损后的缸套表面形貌。结果表明：5W-30和10W-40有涂层的样块平均摩擦系数分别为0.065 01和0.11,无涂层的样块平均摩擦系数为0.078 46和0.116;5W-30和10W-40有涂层的样块平均磨损量分别为0.317μm和0.274μm,无涂层的样块平均磨损量为1.688μm和1.861μm。结论：在相同试验条件下,有涂层样块的摩擦系数小于无涂层样块的摩擦系数,磨损量远小于无涂层区域的磨损量;在相同试验条件下,使用5W-30润滑油的摩擦系数小于使用10W-40的摩擦系数;涂层样块使用5W-30润滑油的磨损量略大于使用10W-40的磨损量;无涂层样块使用5W-30润滑油的磨损量略小于使用10W-40的磨损量;有无涂层对磨损量的影响很大,不同粘度的润滑油对摩擦系数的影响很大,但是不同粘度的润滑油对磨损量的影响较小。     

不同抛光工艺对涂层形貌及其摩擦磨损性能的影响

该文揭示了不同抛光工艺对涂层表面形貌及涂层与密封间摩擦匹配性能影响规律.分别利用不同目数的膜基砂带和布基砂带,对等离子喷涂Cr2O3-TiO2陶瓷涂层进行抛光处理,采用粗糙度仪、三维光学显微镜分析了不同抛光工艺下涂层表面轮廓特征,以摩擦系数和磨损失重量分析了不同抛光工艺下涂层与密封间摩擦匹配性能.结果表明,涂层表面质量...     

CrN 活塞环涂层的磨擦学性能

以PVD方法在不锈钢渗氮活塞环基体上沉积了厚约30 μm的CrN涂层.采用2种GF-3等级的全配方发动机油作为润滑剂,在SRV试验机上,对比了具有/没有CrN涂层的不锈钢渗氮活塞环的摩擦学性能.试验结果表明,CrN涂层能使摩擦因数数较快的稳定且数值较低,同时活塞环及其对磨缸套的磨损量也大大降低,对磨缸套的磨损量减少了80%以上.SEM分析结果表明,由于CrN涂层具有较高的硬度和较低的表面粗糙度,可以降低磨粒磨损,且能使对磨的缸套试样较快地与之适配,从而促进了摩擦反应膜的形成和扩展,是摩擦因数和磨损量降低的主要原因.     

氩气与氮气流量比对磁控溅射法制备TiN薄膜的影响

用直流反应磁控溅射法在Si(100)基底上制备了TiN薄膜,采用X射线衍射仪和原子力显微镜对其结构和形貌进行了表征,利用四探针测试仪测量了TiN薄膜的方块电阻,使用紫外可见分光光度计测定了薄膜反射率;研究了溅射沉积过程中氩气与氮气流量比对TiN薄膜结构及性能的影响.结果表明:在不同氩气与氮气流量比下,所制备薄膜的主要组成相是(200)择优取向的立方相TiN;随着氩气与氮气流量比的增加,薄膜厚度逐渐增大,而表面粗糙度与电阻率先减小后增大;当氩气与氮气流量比为15:1时,薄膜表面粗糙度和电阻率均达到最小值;TiN薄膜的反射率与氩气与氮气流量比的关系不大.     

HVOF喷涂FeS涂层的摩擦磨损性能研究

利用球磨方法得到适于喷涂的、粒度约为40μm的硫化亚铁(FeS)微颗粒,再用超音速火焰喷涂的方法(HVOF)在45#钢表面制备硫化亚铁固体润滑涂层.采用MM-200型摩擦磨损试验机评价该涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜观察分析涂层的形貌、结构、物相组成和磨损表面形貌,结果表明,FeS涂层物相主要为六方的FeS,还有少量的Fel-xS和氧化物;和45#钢相比,FeS涂层的减摩、耐磨性能优异,涂层的磨损开始以"塌陷"破坏为主,后期主要以剪切破坏为主.     

金属复合CrN涂层的磨损性能及应用研究

为取代M2高速钢,降低空调压缩机叶片生产成本,在GCr15基体上分别沉积CrMoN和CrAlTiN涂层,采用XRD分析涂层的相组成,在MM-200试验机上对其进行摩擦磨损实验,用三维超景深显微镜测量其磨痕面积;并用SEM观察磨损后的磨痕形貌。结果表明:制备的CrAlTiN和CrMoN涂层都能在一定程度上提高基体GCr15的耐磨性能,其中CrMoN涂层是以单一的CrN面心立方结构存在,Mo起到置换固溶强化的作用,因此耐磨效果更明显;通过合理控制涂层厚度和提高膜基结合力,GCr15+CrMoN涂层很有希望能取代传统的空调压缩机叶片材料M2高速钢。     

38CrMoAlA钢表面多弧离子镀CrN涂层的制备及其耐摩擦腐蚀性能研究

为提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐摩擦腐蚀性能,采用多弧离子镀技术在38CrMoAlA钢和渗氮38CrMoAlA钢基体上沉积CrN、Cr/CrN涂层,通过XRD、SEM等方法对涂层的微观结构进行表征,通过硬度和结合力测试、开路电位和极化性能测试、摩擦磨损试验,研究涂层的力学、电化学以及摩擦学性能。结果表明:CrN和Cr/CrN涂层开路电位较高,腐蚀电流密度小,涂层表面处于轻微钝化态,可提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐腐蚀性能;CrN和Cr/CrN涂层的摩擦因数和磨损率均小于38CrMoAlA钢基体,表明2种涂层均可提高38CrMoAlA钢基体的摩擦学性能;以渗氮38CrMoAlA钢为基体的Cr/CrN涂层的硬度虽略小于以38CrMoAlA钢为基体的CrN涂层,但其具有更高的膜基结合力和更优的耐摩擦腐蚀性能。     

直流偏压对CrN薄膜结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术在高速钢表面制备CrN薄膜,研究直流偏压对CrN薄膜结构和性能的影响.利用冷场发射扫描电镜和X射线衍射仪对薄膜的表面形貌和微观结构进行分析,利用球坑仪、显微硬度计以及多功能材料表面性能试验仪等,对薄膜的厚度、硬度以及结合力进行研究.结果表明,在不同直流偏压下,薄膜均由CrN相组成.当直流偏压从-60 ...     

搅拌摩擦加工对AM60B镁合金高温摩擦磨损性能的影响

在不同的旋转速度和进给速度下对AM60B镁合金进行搅拌摩擦加工(FSP),研究FSP对AM60B镁合金微观组织和硬度的影响;研究搅拌摩擦加工之后的AM60B镁合金在不同温度下的摩擦磨损性能,并分析其磨损机制。结构表征结果表明:FSP使AM60B镁合金搅拌区的晶粒细化,热机影响区的晶粒再结晶,热影响区的晶粒变长;随着旋转速度的升高晶粒尺寸增大。摩擦磨损试验结果表明:随着试验温度的升高,FSP处理试样的磨损率增大,摩擦因数增大;1 600 r/min、200 mm/min下的FSP处理试样,在25℃时的磨损率是母材的70%,200℃时的磨损率为母材的95%;25℃下,AM60B镁合金的磨损机制为磨粒磨损和轻微的剥层磨损,FSP处理试样的磨损机制主要是磨粒磨损,而100和200℃下,AM60B镁合金和FSP处理试样磨损机制均为严重的剥层磨损;200℃下,进给速度为200 mm/min,旋转速度为2 400 r/min时,试样表面磨损最严重,进给速度为300 mm/min,旋转速度为2 000 r/min时,试样表面磨损最轻,这可能是由于FSP引起了镁合金的硬度变化,从而影响了耐磨性的变化。     

固体润滑涂层在干摩擦及有油条件下的摩擦磨损性能

采用MRH-3环块磨损试验机对FM-510二硫化钼润滑涂层在于摩擦及有油条件下进行了摩擦磨损性能的考察和评价,评价结果表明：该涂层在干摩擦条件下具有低的摩擦系数、高的承载能力和长的耐磨寿命,摩擦系数随负荷增高而降低,随速度提高也降低。摩擦偶对双面涂膜比单面涂膜有更长的耐磨寿命,速度低时涂层的磨耗小,寿命长,可满足特定条件下的干摩擦工作要求,在有油润滑条件下二硫化钼基的FM-510润滑涂层可显减轻对偶磨损程度,摩擦系数比单独使用油润滑时大大降低。在难以形成连续的流体润滑薄膜,亦即不能形成流体动力润滑的情况下。摩擦偶对涂敷固体润滑涂层是解决其润滑问题的有效方案。     

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。     

高速电弧喷涂Al-Ni-Mm-Co涂层在脂润滑下的摩擦磨损性能

针对铝合金硬度低、耐磨性差的问题,采用电弧喷涂分别在6061铝合金基体表面喷涂Al和Al-Ni-Mm-Co涂层,采用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别对涂层硬度、涂层显微结构、涂层成分进行分析。采用球-盘式往复摩擦试验机考察涂层在脂润滑下的摩擦学性能,并对磨痕形貌和表面主要元素进行观察。结果表明,Al-Ni-Mm-Co涂层的减摩性和抗磨性能均优于6061铝合金和Al涂层,其优异的摩擦学性能归结为摩擦表面形成的Al2O3、NiO、CoO等氧化保护层,主要的磨损形式为疲劳磨损。     

等离子热喷涂金刚石涂层的摩擦磨损性能研究

通过等离子热喷涂金刚石涂层刀具加工石材的试验,研究了钴基和镍基2种不同基体等离子热喷涂刀具在不同的径向切深、进给速度和主轴转速时刀具的磨损状况,利用扫描电子显微镜对磨损后的刀具表面形貌进行了分析.结果表明:采用钴基和镍基分别进行等离子热喷涂金刚石涂层后获得的刀具在加工石材时径向切深对磨损量影响较大,随着径向切深增大,磨损量有较大增幅;进给速度和主轴转速对磨损量影响相对较小,随着进给速度和主轴转速增大,磨损量呈逐渐下降趋势;钴基刀具具有较高的硬度和强度,其耐磨性比镍基要好.涂层的磨损形式主要有磨平、犁沟和粘结,其中以磨平较多,金刚石颗粒主要以脱落为主.     

热处理对钼基非晶纳米晶涂层相组成及摩擦磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶涂层,研究了300~1150℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶化程度减弱;显微硬度最大和耐磨性能最好的热处理温度是差热分析曲线的放热峰(1050℃)附近,并且在此温度点上涂层晶粒的尺寸最小,对涂层有很好的弥散强化作用。