氮气流量比对CrN涂层结构及摩擦磨损性能的影响

采用直流磁控溅射技术在不同氮气流量比下在YG6基体上制备CrN涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析涂层相组成、涂层形貌与涂层元素成分,利用数字式显微硬度仪、划痕仪测定涂层硬度与涂层结合力,在摩擦磨损试验机考察涂层摩擦学性能。结果表明:氮气流量比(氮气流量占气体总流量的比例)为20%、30%时,CrN/YG6涂层结构相对疏松,呈柱状生长;氮气流量比为40%、50%时,CrN/YG6涂层结构较致密,呈三角颗粒状生长;随氮气流量比增大,涂层硬度先增大后减小,当氮气流量比为40%时达到最大值HV1 752.5;CrN涂层的摩擦因数随氮气流量比的增大变化不大,但磨损率先增大后减小再增大,当氮气流量比为40%时达到最小值2.03×10~(-8)mm~3/(N·mm)。研究表明,当氮气流量比为40%时,所制备的CrN涂层具有良好的综合性能。     

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。     

CrN、CrSiN薄膜在不同介质下的摩擦学性能对比研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法在单晶硅〖BF〗P(111)〖BFQ〗和不锈钢（304SS）基材上制备CrN和CrSiN薄膜;利用球-盘式摩擦磨损试验机（CSM）考察2种薄膜在不同介质（空气、去离子水、质量分数35%NaCl 溶液）中和WC/Co球对摩的摩擦学性能。结果表明：大气环境下,CrN与CrSiN薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损;水润滑下,CrN薄膜主要因机械抛光作用,CrSiN薄膜主要因摩擦化学反应,使得摩擦因数减小;在35%NaCl 溶液中CrN薄膜易被腐蚀,由于NaCl颗粒析出以及涂层接触区域的腐蚀和磨损产物,作为第三体的润滑作用,导致摩擦磨损发生明显变化,而CrSiN薄膜不易被腐蚀,主要因摩擦化学反应,使得摩擦磨损性能发生显著变化。     

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。     

H13钢氮化前后表面磁控溅射CrAlN薄膜的摩擦磨损性能

为了提高H13钢的表面耐磨性能,用直流磁控溅射法在氮化与未氮化的H13钢表面沉积CrAlN薄膜,并对处理前后的摩擦磨损性能进行了比较;用扫描电镜观察薄膜形貌,并测其厚度;测量了随炉硅片的薄膜显微硬度;用摩擦磨损试验机测试了在室温和600℃条件下薄膜的摩擦磨损性能。结果表明：薄膜平均厚度为4．8μm,硬度为23．7GPa;室温条件下材料的表面摩擦因数为0．60～0．65,600℃条件下摩擦因数为0．61～0．96;CrAlN／氮化H13钢和CrAlN／H13钢在室温摩擦时的耐磨性分别是H13钢的1．9倍和1．7倍,在600℃条件下耐磨性分别是H13钢的1．25倍和7倍。     

大气环境下Au/TiN复合薄膜的滑动摩擦磨损性能

以30CrMnSi钢为基体,用磁控溅射法制备出Au/TiN复合薄膜材料,研究了薄膜在大气环境中的滑动摩擦磨损性能。结果表明:该复合薄膜材料与9Cr18钢球构成的滑动摩擦副,在接触压力不大于1.0GPa条件下,摩擦系数小于0.15,摩擦次数超过3×105;在较宽的温度、湿度和磁场范围内,薄膜的摩擦磨损性能保持稳定。当接触压力增大至3.0GPa时,薄膜的摩擦系数增大,耐磨寿命减小。该薄膜可用于大气环境下长寿命低载荷精密摩擦副的润滑。     

纳米CaCO3半金属摩擦材料摩擦磨损性能的研究

使用定速摩擦试验机研究了纳米CaCO3对半金属摩擦材料性能的影响。结果表明：在半金属材料中，用纳米CaCO3代替普通的CaCO3粉体，在混料过程中，纳米CaCO3粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，热压成型过程中，作为粘结剂的树脂材料与这些材料之间的结合强度降低。在摩擦过程中，造成表面颗粒在剪切力的作用下，很容易与基体脱离，从而使得摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率却大大增加。     

TiN—TiN／CrN—CrN薄膜的制备及应用研究

通过采用辅助增强磁控溅射方法,研究了在硬质合金刀片上制备TiN—TiN／CrN—CrN薄膜的工艺方法。利用SEM、XRD等方法分析了Cr靶溅射电流、N2气量的变化对TiN—TiN／CrN—CrN膜的表面形貌及结构和织构影响,采用断续切削试验方法研究了TiN—TiN／CrN—CrN涂层刀片的耐磨性及抗剥落性,得出了一种TiN—TiN／CrN—CrN薄膜工业化制备方法。     

MoS2-Zr复合薄膜的结构及摩擦特性研究

采用中频磁控溅射技术及多弧离子镀相结合的复合镀膜工艺,在硬质合金YT14基体上制备了MoS2-Zr复合薄膜.观察了MoS2-Zr复合薄膜表面及截面形貌,测试薄膜的厚度、结合力和显微硬度,进行摩擦磨损试验,并分析薄膜的摩擦磨损机理.结果表明,制备的MoS2-Zr复合薄膜结构致密,性能明显优于MoS2薄膜;厚度由2.0μm提高到2.5μm,结合力由28N提高到60N,显微硬度由280HV提高到900HV.MoS2-Zr复合薄膜的摩擦特性明显优于MoS2薄膜.MoS2薄膜磨损初始阶段摩擦因数只有0.06,在磨程15m后摩擦因数升到0.4.而MoS2-Zr复合薄膜的摩擦因数磨损初始阶段可达0.08,直到磨程60m摩擦因数达到0.4.薄膜的摩擦磨损过程主要是薄膜的剥落和转移的过程,复合薄膜由于结合力和硬度的提高,能够延缓薄膜的剥落及转移,提高薄膜的摩擦特性,延长薄膜的减摩润滑时间.     

Architecture of Multilayer Cr/CrN Coatings for Wear Protection in Seawater: Cr/CrN Ratio and Total Thickness

Cr/CrN multilayer coatings with various Cr/CrN thickness ratios and total thicknesses were deposited on 316L stainless steel by multi-arc ion plating. The coatings were systematically characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and nanoindentation. Tribological behaviors were investigated using a ball-on-disk tribometer in artificial seawater. The results showed that the multilayer coating phases changed from Cr₂N + CrN to Cr + Cr₂N + CrN phases with an increase in Cr/CrN thickness ratio. The adhesion showed a slight difference for the coatings with different thickness ratios but significantly increased with total thickness. The hardness was also slightly improved by thickening the coatings. The friction coefficient and wear rate were lowest at a thickness ratio of about 0.3. However, there was no large difference in the friction coefficient between coatings with different thicknesses. The wear rate was lower for the thicker coatings under various loads. The load-bearing capacity was also improved by thickening the coatings.     

磨损时间对金属磨损自修复的影响及机理分析

利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机,研究不同磨损时间对45钢－45钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机理,借助KYKY-2800型扫描电子显微镜测试分析摩擦副的表面和自修复层形貌及表面成分组成。结果表明,磨损时间对添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著;摩擦磨损时间为24h时,试样失重为零,试样磨损表面自修复膜生成;自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑,可以有效降低金属磨损。     

Dry Sliding Wear Model of Nanometer Scale Multilayered TiN/CrN PVD Hard Coatings

Dry sliding wear resistance of nanomultilayered TiN/CrN coatings has been evaluated using a ball-on-disk tribometer and compared with TiN and CrN monolayered references. The significant extend of lifetime of the nanostratified coatings is explained by a particular stress field generated in the whole thickness and a degradation model is proposed.     

两种化学复合镀层的耐磨性能之比较

本文用化学复合镀技术,在４５钢基体上沉积了镍－磷－巴基管和镍－磷－碳化硅两种复合镀层。作者详细实验研究了此两种复合镀层的摩擦,磨损工进行了比较。结果表明,两种复合镀层均具有优异的耐磨特性。并且镍－磷－巴基管复合镀层的耐磨特性更佳。     

Influence of Nitriding on the Wear Resistance and Adhesion of Zinc Coatings on Steel

Russian Engineering Research - Chemicothermal treatment of steel is considered: specifically, diffusional zinc coating in a nitrogen-bearing medium; and nitriding of a preformed zinc-filled...     

表面渗铜铈合金钢在干摩擦条件下的摩擦磨损性能

为提高采煤机滑靴在干摩擦条件下的抗磨损性能，采用双层辉光离子渗金属技术对滑靴用18Cr2Ni4W合金钢表面进行渗铜铈处理，通过环-块摩擦磨损实验机在不同载荷和滑动速率下考察其干摩擦条件下的摩擦学性能，并与45#钢和18Cr2Ni4W合金钢的摩擦学性能和磨损机制进行比较。结果表明：表面渗铜铈的18Cr2Ni4W合金钢在不同载荷和滑动速率条件下表现出最低的摩擦因数和磨损率，45#钢呈现出最高的摩擦因数和磨损率，这表明通过表面渗铜铈改善了18Cr2Ni4W合金钢的减摩抗磨性能；摩擦过程中，45#钢的磨损机制为犁沟和黏着磨损，18Cr2Ni4W合金钢的磨损机制为犁沟和轻微的黏着磨损，表面渗铜铈的18Cr2Ni4W合金钢表现出犁沟和轻微的剥落磨损特征。     

氮碳合金化自保护硬面药芯焊丝堆焊层的组织与性能

研制出了氮碳合金化自保护硬面药芯焊丝,探讨了回火温度对氮碳合金化自保护硬面药芯焊丝堆焊层硬度和耐磨性能的影响.结果表明:其堆焊层硬度为36.5～45.5 HRC,显微组织为板条马氏体和铬、钛、钒、铌的氮碳化物的复合物,堆焊层中的氮碳化物质点不易分解,有良好的稳定性和抗高温回火性能;回火温度为550 ℃时,堆焊层硬度达到最大值,回火温度高于550 ℃,硬度值基本保持不变;氮碳合金化自保护硬面药芯焊丝堆焊层金属的磨损机理为磨粒切削后塑性磨痕和氮碳化物的块状剥离,堆焊层具有良好耐磨性能的最佳回火温度为480～520 ℃.