Al2O3表面弥散铜基导电材料的制备

用渗铝－内氧化技术制备了Al2O3表面的弥散铜基导电材料，研究了渗铝层的铝浓度分布和表面弥散层的显微组织及有关性能。结果表明，渗层的铝浓度接近渗剂中铝粉的含量，渗层深度可达100μm，内氧化后，能在渗铝层形成Al2O3弥散硬化层，Al2O3含量也影响了铜的表面硬度、电阻率和磨损抗力。     

Al含量对Cu基Ni镀层表面渗Si层组织和力学性能的影响

采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为黏结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后900℃,12h表面渗Si,制备渗Ni-Si层。研究了Al粉含量对渗Si层组织和力学性能的影响。结果表明:随铝粉含量的增加,渗层组织出现以下转变:Ni3Si+Ni31Si12→Ni31Si12+Ni2Si→Ni3Si+NiAl,包渗过程由渗硅为主转变为渗铝为主;渗层硬度增加;摩擦系数由铝粉含量为10%(质量分数,下同)时的0.37降低到45%时的0.18,分别为纯铜的1/2,1/5。     

消失模铸渗SiC-Cr-RE耐磨铸铁

采用消失模铸渗法,在聚苯乙烯(EPS)泡沫模型表面涂刷铸渗涂料,浇注后铁水渗入涂料层,得到表面耐磨铸铁。铸渗涂料的主要组成为SiC粉、EPS粉、Cr-Fe粉、RE添加剂、粘结剂等。研究了表面渗层的组织及显微硬度,用ML-100磨粒磨损试验机测试了渗层的耐磨性。试验表明渗层组织中的珠光体及片状石墨比基体细化,渗层显微硬度是基体铸铁的2.1倍,渗层的磨损量是基体铸铁的33%。分析探讨了表面渗层耐磨性较高的原因。     

Nb-Ti-Si基超高温合金表面Si-Al-Y共渗层的组织形成

研究了包埋共渗温度和渗剂中Al含量对Nb-Ti-Si基超高温合金表面Si-Al-Y共渗层显微组织的影响.采用组成为10Si-10Al-3Y-5NaF-72Al2O3(wt%)的渗剂,分别在1050、1080和1150℃保温10h所制备的渗层具有相似的结构,由(Nb,X)Si2(X代表Ti,Cr和Hf)外层、(Nb,X)5Si3中间层、(Cr,Al)2(Nb,X)和(Nb,X)Al3相构成的次内层及(Nb,X)2Al内层组成.在1050℃/10h所制备渗层的外层和中间层的组成相随渗剂中Al含量增加而变化,但次内层和内层的组成相不改变.当渗剂中Al含量为15wt%时,渗层外层仍为(Nb,X)Si2,但中间层却由(Nb,X)Al3和(Nb,X)5Si3两相组成;当渗剂中Al含量为20wt%时,渗层外层转变为由(Nb,X)Si2和(Nb,X)3Si5Al2两相组成.对1050℃/10h所制备的渗层(采用Al含量为15wt%的渗剂)进行1250℃/0.5h氧化,氧化膜厚度约为10μm,主要由Al2O3、TiO2和SiO2组成.     

包渗时间对Cu表面Ni-Al涂层组织和性能的影响

在Cu基表面电镀Ni层上采用料浆包渗法渗铝,研究了800℃下,保温时间对渗层的成分、组织、厚度、显微硬度和Al原子扩散系数的影响.研究表明:Ni镀层表面经过活性渗铝后,形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层.随着保温时间的延长,Ni2Al3相中的Ni元素含量增加,Al元素的含量减少,同时,Ni2Al3相晶粒长大,渗铝层增厚,Al原子在渗铝层中的扩散系数下降,渗层显微硬度先降低后增高.     

Q235钢表面煤矸石渗剂渗硅层的耐腐蚀性能

为提高Q235钢的耐蚀性和资源化利用煤矸石,采用粉末包埋法,以煤矸石为主渗剂,铝粉和镁粉为还原剂,在Q235钢表面制备出厚度达100μm的渗硅层.采用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪分析了渗硅层的组织结构及硬度;通过浸泡腐蚀试验测试了渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性能,并与发蓝试样进行比较.结果表明:煤矸石渗硅层中含有Fe3Si,Al2SiFe等新相生成,并且主要由含Si的α相固溶体组成,渗硅层的硬度最高达348.7 HV1N,为基体的2.6倍;渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性较基体分别提高了1.32,1.42,1.47,0.54倍,较发蓝试样分别提高了1.18,1.37,1.10,0.43倍.     

钛合金表面等离子体电解氮碳共渗的研究

在含有硝酸铵、甘油、乙醇的水溶液中,利用等离子体电解渗入技术在Ti6Al4V钛合金表面制备了氮碳共渗层.利用SEM、XRD、GDS以及显微硬度计分析了渗层的形貌、成分、组织和显微硬度,探讨了渗层形成的机理和过程.结果表明:(1)以300V的电压经45min处理制备的渗层总厚度约为100μm,其中化合物层约为20μm,主要由Ti(C,N)相组成;(2)渗层最高显微硬度超过2000HK0.0025.等离子体电解渗入技术可以较快地在钛合金表面制备出厚度大、硬度高的氮碳共渗层.     

发动机涡轮导向叶片渗层失效分析

某厂生产的发动机涡轮导向叶片存在渗铝层容易剥落的问题.采用扫描电镜、X射线能谱仪和显微硬度计,从渗层的显微组织、成分及力学性能等方面,对渗层失效的原因进行了分析.结果表明,渗层中铝含量过高,形成了Ni2Al3脆性相是导致叶片渗层过脆的主要原因,而渗层过厚也是导致叶片渗层过脆的原因之一.检查工厂的渗铝工艺,发现渗剂活性过高是造成渗层中铝含量过高的根本原因.     

马氏体气阀钢多元共渗层的组织及性能

用固体粉末法,在4Cr10Si2Mo马氏体气阀钢表面制备了Al—Cr二元渗层及Al—Cr—Ce三元渗层,研究了渗层的显微组织和成分分布,测定了渗层由表及里的显微硬度。Al—Cr渗层厚度约为3501μm,硬度为580Hv;Al-Cr—Ce渗层厚度约为420μm,硬度为500Hv。     

激光处理技术对渗硼层组织与性能的影响

钢材表面经渗硼处理将会提高耐磨性,但同时也使脆性增大并产生剥落现象。采用激光技术通过改变硬化层结构,大幅度改善了表面性能。本文利用各种分析手段,系统地研究了45＃钢渗硼层显微组织特征及其变化规律.认为:(1)硬化层脆性化合物明显细化,(2)渗硼层出现了硬度低于硼化铁的组织以及,(3)显微组织在渗硼层的分布合理,导致硬度梯度平缓,是降低渗硼层脆性的主要原因。     

SiC含量对激光熔覆SiC/Ni60A复合涂层显微组织和耐磨性能的影响

利用LDM2500-60半导体激光器在45#钢板上制备SiC颗粒增强Ni60A合金激光熔覆涂层,系统研究SiC含量对涂层的显微组织、稀释率、耐磨性、摩擦因数和显微硬度的作用规律。结果表明:随着SiC含量增加,熔覆表层的微观组织细化,稀释率、耐磨性、摩擦因数和硬度均先增加后降低;当SiC含量为20%(质量分数,下同)时,熔覆层的耐磨性能最佳,磨损量仅为0.0012g,为基体磨损量的1/36.3;摩擦因数最小为0.464,且磨损过程最为平稳;熔覆层平均硬度值最高,达到1039.9HV0.2,为基体的3.5倍;但当SiC含量达到25%时,熔覆层的显微硬度与耐磨性能反而下降。     

Ti6Al4V合金激光原位合成自润滑复合涂层高温摩擦学性能

为提高Ti6Al4V合金的高温摩擦学性能,采用激光熔覆技术在其表面原位合成多相混杂金属基高温自润滑耐磨复合涂层,熔覆粉末的成分为Ni60-16.8%TiC-23.2%WS_2(质量分数,下同),系统地研究复合涂层的显微组织、物相结构及其在20,300,600,800℃下的摩擦学性能和相关磨损机理。结果表明:复合涂层的显微硬度(701.88HV_0.5)约为基体(350 HV_0.5)的2倍;由于原位合成固体润滑相(Ti_2SC/TiS/NiS/TiO/TiO_2/NiCr_2O_4/Cr_2O_3)和硬质相(W,Ti)C_1-x/TiC/Cr_7C_3的协同作用,复合涂层的耐磨减摩性能明显优于基体。随着温度升高,涂层和基体的摩擦因数和磨损率均呈下降趋势,在800℃时复合涂层和基体的摩擦因数分别为0.32和0.43,磨损率分别为1.80×10^-4,2.92×10^-5mm/Nm。在800℃下塑性变形、分层和氧化磨损为基体主要磨损机理,复合涂层以氧化磨损和轻微的黏着磨损为主。     

n-Al2O3/Ni复合镀层的组织与滑动磨损性能研究

用电刷镀技术制得了镍基n-Al2O3复合镀层，并对镀层的滑动磨损性能进行了试验研究。纳米复合镀层的表面形貌比较细腻，镀层中纳米粒子分布均匀，与基质金属结合紧密。镀层显微硬度达到HV700，比快速镍镀层提高约40％。滑动磨损试验结果表明，随着纳米粒子含量的增大，镀层的耐磨性提高，摩擦系数也呈增大趋势；但当镀层中n-Al2O3粒子的超过2.56%(质量分数）时，镀层的耐磨性显著下降。纳米复合镀层的磨损机制以疲劳磨损为主，而快速镍底层以粘着磨损为主。     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

纳米TiC颗粒对Ni-TiC复合镀层组织与性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含微-纳米TiC颗粒的Ni基复合镀层。研究镀液中纳米TiC添加量对复合镀层微观形貌、组织结构、硬度、摩擦和抗氧化性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米TiC后,Ni-TiC复合镀层表面出现团聚、致密度降低,复合镀层的组织为Ni和TiC;随镀液中纳米TiC添加量的增加,复合镀层的显微硬度呈先增后降的趋势,而摩擦因数则先降后升;当纳米TiC颗粒添加量为6.0g/L时,复合镀层显微硬度最大,为445HV,摩擦因数较小,为0.22,磨损机制以磨料磨损为主;在900℃,100h氧化条件下抗氧化性能最佳,氧化增重为6.828mg/cm~2,为微米复合镀层的0.5倍。     

CeO2掺杂对AlCoCrCuFe高熵合金的组织结构与摩擦磨损性能的影响

采用熔铸法制备等摩尔比的AlCoCrCuFe高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别测试CeO2掺杂前后对其物相结构、显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:AlCoCrCuFe由BCC和FCC双相组成,合金中掺杂1%(质量分数)CeO2后引起衍射峰强度的显著提高。两种合金显微组织均为典型树枝晶,Cu与Ce元素在晶间富集,枝晶内为调幅分解组织。CeO2的加入使合金显微硬度从441.5HV增加到475.3HV,摩擦因数与质量损失率分别从0.55,1.44%降低到0.4,1.28%。     

微波烧结原位合成TiC增强钛复合材料的性能

以纳米管(MWCNTs)和纯钛为原料,用微波烧结法原位合成TiC增强钛基复合材料,研究了这种材料的组织和性能并探讨了TiC增强相的生成机理.结果 表明,微波烧结时MWCNTs与Ti原位生成TiC增强相.MWCNTs的添加量(质量分数,下同)低于1％时TiC呈现颗粒状且分布均匀,Ti基体致密;MWCNTs的添加量高于1....     

纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS_2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米SiC的Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米SiC浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米SiC后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中SiC浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米SiC浓度在1.0~1.5g/L时,组织由Ni+MoS2+SiC组成;纳米SiC为1.5g/L时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。     

45钢表面激光熔覆CoCrNi中熵合金涂层组织与性能

为探究CoCrNi中熵合金在激光熔覆领域中的应用,以CoCrNi合金粉末作为熔覆粉末,在45钢表面采用同轴送粉法制备合金涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、摩擦磨损实验机和电化学工作站等设备研究了熔覆层微观组织、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明：熔覆层成形良好,组织均匀致密,组成相主要为FCC单相固溶体;熔池与基体交界处为平面晶,底部靠近中心为柱状晶,顶部分别为胞状晶和等轴晶,3种元素在熔覆层深度方向上的比例几乎相同;熔覆层平均硬度为250HV,摩擦系数、磨损量较基体分别降低了11.7%和36.7%;自腐蚀电流密度略有降低,CoCrNi熔覆层的钝化区域为-150到1 100 mV,表明熔覆层显著提高45钢的耐腐蚀性能。     

滑靴耐磨减摩涂层制备

目的制备减摩耐磨涂层,使滑靴在高速干摩擦条件下运动时能够减弱由于颗粒磨损、表面凿削和高温热烧蚀而引起的烧蚀和磨损。方法使用超音速火焰喷涂技术,在滑靴滑轨同材料试样上喷涂NiCr-Cr_3C_2耐磨涂层,并且加入不同质量分数的Ni包MoS_2粉末对涂层性能进行优化,接着通过对制得的涂层进行硬度、结合强度、摩擦磨损系列试验,对比各项试验结果得到了最优粉末质量分数配比,从而使制得的涂层在具有耐磨基础的同时也能达到减摩的效果。结果对涂层进行各种性能表征,综合各种试验结果可得出,选择Ni包MoS_2的质量分数为16%～24%之间时,涂层的综合效果最好。结论制得的涂层应用在滑靴摩擦表面上不仅可以使滑靴基体的表面温升缓慢,还能够极大程度上降低热烧蚀的发生,有效解决了滑靴高速运动下由于温升而使材料气化的问题。