等离子喷涂陶瓷耐磨涂层的研究进展

介绍了传统陶瓷耐磨涂层及等离子喷涂陶瓷耐磨涂层,重点介绍了等离子喷涂陶瓷耐磨涂层的表面结构、摩擦磨损性能和磨损机制,并对等离子喷涂陶瓷涂层的发展趋势进行了展望。     

高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状与展望

耐磨涂层是指在材料基体表面涂覆具有高耐磨性的薄层,在保证涂层与基体之间具有足够的结合强度的同时,使基材表面达到耐磨的目的.高能束熔覆技术是一种高效、可靠的表面处理技术,在耐磨涂层的制备方面具有广阔的应用前景.从高能束熔覆技术、高能束熔覆制备耐磨涂层、耐磨涂层强化机制、耐磨涂层质量调控等四个方面,介绍了高能束熔覆制备耐磨涂层技术的研究现状.其中,在高能束熔覆技术方面,概述了以激光熔覆、等离子熔覆为代表的高能束熔覆的工作原理及特点.在高能束熔覆制备耐磨涂层研究方面,综述了Ni、Co、Fe基自熔性合金涂层及金属基复合涂层、梯度功能材料涂层的特点.在耐磨涂层强化机制方面,分析了涂层的磨损机理,同时讨论了添加硬质颗粒和元素对耐磨涂层性能的影响.在耐磨涂层质量调控方面,阐述了熔覆过程中工艺优化和数值模拟仿真对改善高能束熔覆技术成形工艺的作用.最后,总结了高能束熔覆技术在耐磨涂层制备上存在的问题,并提出了展望.     

水轮机叶片表面聚氨酯弹性涂层的抗磨蚀性分析

目的分析聚氨酯弹性涂层的抗磨蚀性机理,并研究其在水利工程表面防护中的应用。方法对水轮机叶片的气蚀磨损机理进行分析,采用PU喷涂技术在水轮机叶片钢材(0Cr13Ni5Mo)上做一层聚氨酯弹性耐磨涂层,并对涂层的性能进行检测与分析。结果当聚氨酯组分的官能度为2.4时,聚氨酯弹性涂层表现出优异的综合力学性能,涂层与水轮机叶片间的物理结合力达到12.6 MPa,涂层磨耗值保持在较低范围内(2~3 mg/1000 r)。结论聚氨酯弹性涂层能减缓含沙水流对水利工程中高速运转机械设备的冲刷磨损、空蚀破坏,延长水轮机叶片、水泵叶轮的使用寿命。     

常温固化耐磨重防腐涂料

研制了一种常温固化耐磨重防腐涂料该涂料以改性聚氨酯为粘结剂,由聚四氟乙烯(PTFE),三聚氰胺氰尿络合物(MCA),金属氧化物及防腐剂等组成该涂料施工方便,常温固化粘结强度高,耐磨寿命长,耐腐蚀,适合在-30～200℃使用.     

AZ91D镁合金表面聚氨酯涂层耐腐蚀性能

利用附着力及铅笔硬度测试、浸泡试验、盐雾试验、电化学试验等方法对AZ91D镁合金表面的聚氨酯涂层及环氧聚氨酯涂层形貌和性能进行了研究,并对两种涂层的腐蚀保护效果及机理进行了探讨。结果表明,这两种涂层都能显著提高镁合金的耐腐蚀性能,与基材附着良好且硬度高。与聚氨酯涂层PU相比,环氧聚氨酯涂层ER/PU的耐腐蚀效果更好。     

钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展

介绍了钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展,主要从钛合金表面等离子喷涂陶瓷材料耐磨涂层、固体润滑减摩涂层、生物活性涂层、功能涂层等几方面进行了简要的介绍。并对钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的发展趋势进行了展望。     

实海浸泡条件下聚氨酯涂层的失效行为

目的 在青岛市小麦岛试验站开展实海浸泡试验,探究聚氨酯涂层在实际服役过程中的失效行为。 方法 选用TS55?80聚氨酯涂层/Q235碳钢体系为试验样品,开展实海浸泡试验。从聚氨酯涂层的表面形貌、失光率、色差、涂层附着力、化学结构及涂层热稳定性等角度对聚氨酯涂层的失效行为进行研究。结果 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层表面会出现明显的鼓泡和裂纹等缺陷,在浸泡6个月后的涂层表面可以观察到明显的腐蚀产物。随着浸泡时间的延长,涂层的化学结构发生了明显变化,涂层的热稳定性显著降低。在浸泡12个月后,聚氨酯涂层的失光率为69.9%,属于严重失光;涂层的色差达到3.20,属于轻微变色,涂层的附着力降至0.82 MPa,涂层与金属基体的结合强度大幅下降;聚氨酯涂层的阻抗值降至2.81×10³ Ω.cm²,说明涂层的防护性能基本丧失。结论 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层中颜料颗粒的脱落会造成涂层表面孔隙数量的增加,这会加速海水中水和氧气等腐蚀性介质的渗透过程,使得涂层/金属界面处的电化学反应快速进行,导致涂层的防护性能快速下降。此外,聚氨酯链中氨基甲酸酯键的水解是造成聚氨酯涂层发生降解的主要原因。     

Al2O3/NiCrCr3C2耐磨复合涂层制备及其摩擦学特性研究

采用电化学技术与等离子技术相结合的方法在7A55铝合金表面制备Al2O3/Ni_Cr_Cr3C2耐磨复合涂层。用金相显微镜、扫描电镜等对耐磨复合涂层的表面及截面形貌进行观察。结果表明:该涂层表面平整、光滑,厚度均匀;结合力等级达到0级;最后测试了该复合涂层的摩擦系数和磨损失重,摩擦系数平均值为0.0179,磨损率为6.7×10-4。     

宁波材料所PVD耐磨涂层可镀研究进入百微米级

<正>绝大多数PVD(物理气相沉积)耐磨涂层的可镀厚度均小于10微米,采用特殊梯度界面设计的PVD耐磨涂层可镀厚度也难以超过50微米,极大地限制了其在重载、长寿命、高可靠性零部件表面的应用。中科院宁波材料所王永欣博士等人通过对真空反应腔室内等离子体能量及状态的设计与调控,有效降低了PVD耐磨涂层成膜过程中受轰击作用所产生的内部应力积聚和表面反溅射     

耐磨胶粘涂层的研究与发展

耐磨胶为沾涂层是使用胶粘剂（粘接耐磨填料）涂敷在零件表面上所形成的一种新型抗磨涂层。在一些特定工况条件下，它具有很优异的抗磨性能。本文介绍了耐磨胶粘涂层的研究和应用情况，总结了耐磨胶粘涂层的配制与改性方法的各种工艺措施。对耐磨胶粘涂层的研究，应用发展提出了自己的意见和建议。     

Ni-WC涂层在饱和H2S溶液中的磨损和腐蚀行为

为了提高深海石油钻采工具的耐磨耐蚀性能,利用等离子转移弧堆焊(PTA)在不锈钢表面制备了不同球形碳化钨(WC)含量的镍(Ni)基涂层,并研究了该涂层在饱和硫化氢(H₂S)溶液中的耐磨损与腐蚀性能。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等方法研究了涂层的表界面形貌和组成结构。利用显微硬度测试仪和摩擦磨损测试仪研究了涂层的耐磨损性能。通过极化曲线和3D光学轮廓仪等方法研究了涂层在H₂S溶液中的腐蚀速率和点蚀分布。结果显示,球形WC粉末的Ni基合金颗粒经过离子转移电弧堆焊在合金钢表面形成的涂层,其主要成分为WC,W₂C,Ni和Ni₃Fe。但WC的体积分数对于涂层的耐磨耐蚀性能影响较大,当WC的体积分数为60%时(Ni-60%WC),涂层在H₂S溶液中的耐磨与耐蚀性能均优于单纯的Ni基涂层和Ni-30%WC涂层。因此,文中研究为深海石油钻采工具的表面防护提供了一种新的思路和选择。     

Effects of rare earth cerium addition on the synthesis and corrosion resistance of electroless Ni–PTFE–P coating

Electroless Ni–PTFE–P coatings have been successfully deposited on the surface of mild steel shaft from plating baths containing various concentrations of rare earth metal cerium (RE Ce). Surface morphology, Ce fraction, and thickness of the coatings were characterized by scanning electron microscope, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, and reflection optical microscope, respectively. Salt spray test was used to determine the corrosion resistance of the coating. Results revealed that structure, compactness, and deposition rate of the Ni–PTFE–P coatings were increased significantly by addition of a small amount of RE Ce (10–20 ppm) to the plating bath. Electroless Ni–PTFE–P coating deposited from plating baths with 20 ppm Ce shows the highest corrosion resistance, owing to its high compactness and thickness. Deposition rate and corrosion resistance of the Ni–PTFE–P coating were deteriorated greatly as concentration of RE Ce in the plating baths exceeds 100 ppm.     

石墨烯对聚氨酯/Al复合涂层耐盐水性能的影响

目的提高聚氨酯(PU)/Al复合涂层的耐盐水性能。方法以石墨烯为改性剂、PU为粘合剂、Al粉为颜料,采用刮涂法制备石墨烯改性PU/Al复合涂层,分析探讨改性前后涂层经盐水腐蚀不同时间后,微结构、红外发射率、光泽度及力学性能的变化规律及成因。结果石墨烯改性涂层的发射率对盐水腐蚀的稳定性改善明显,经盐水腐蚀21 d后,发射率仅从腐蚀前的0.335上升为腐蚀后的0.355。经长时间盐水腐蚀后,改性后涂层比改性前涂层具有更低的发射率。在不同的盐水腐蚀时间内,改性后涂层比改性前涂层均具有更低的光泽度,且稳定性较高,经盐水腐蚀21d后,改性后涂层的光泽度仍然可保持在16.1,这有利于实现涂层的低发射率与低光泽兼容。改性前后涂层的硬度、附着力对盐水腐蚀均具有较高的稳定性,说明石墨烯改性对改善涂层耐冲击强度及盐水腐蚀的稳定性作用有限,后续仍需进一步研究改进。结论石墨烯改性可明显提高PU/Al复合涂层的红外发射率及光泽度对盐水腐蚀的稳定性。     

等离子喷涂制备Co基TiC金属陶瓷涂层的微观形貌及耐高温腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在GH586合金表面制备了一层Co基TiC金属陶瓷涂层。研究了TiC含量对Co基TiC金属陶瓷涂层显微组织及耐高温腐蚀性能的影响。结果表明:TiC陶瓷颗粒与Co基粉体有良好的润湿性,呈现相互包裹的结构,涂层结合紧密无缺陷;TiC的加入,提高了Co基TiC金属陶瓷涂层的耐磨性,但当TiC含量过高时,团聚现象严重,导致涂层的耐高温腐蚀性能降低;TiC质量分数为10%时,TiC颗粒在涂层中分布较为均匀,此时涂层的耐高温腐蚀性能和耐磨性都较优。     

Electroless Ni-P-PTFE-Al2O3 Dispersion Nanocomposite Coating for Corrosion and Wear Resistance

With the aim to produce a coating having good corrosion and wear resistance alongside hardness but lesser friction coefficient, Ni-P-PTFE-Al₂O₃ (NiPPA) dispersion coating was developed. This was achieved by introducing nanosized polytetrafluoroethylene (PTFE) and alumina (Al₂O₃) in the Ni-P matrix deposited on mild steel substrate. The coating was characterized using scanning electron microscopy, energy dispersive analysis of x-ray, and x-ray diffractrometry. Microhardness and wear resistance of the coating was measured using Vicker’s hardness tester and Pin-on-Disc method, respectively. The corrosion behavior was measured using electrochemical polarization and immersion tests with and without exposure in 3.5% NaCl solution. It is observed that codeposition of Al₂O₃ and PTFE particles with Ni-P coating results in comparatively smooth surface with nodular grains. The NiPPA coating was observed to have moderate hardness between electroless Ni-P-PTFE and Ni-P-Al₂O₃ coating and good wear resistance with lubricating effect. Addition of both PTFE and Al₂O₃ is observed to enhance corrosion resistance of the Ni-P coating. However, improvement in corrosion resistance is more due to addition of Al₂O₃ than PTFE. Continuous exposure for 10-20 days in corrosive solution is found to deteriorate corrosion protection properties of the coating.     

含金耐磨耐蚀涂层的制备及性能研究进展

材料在使用过程中经常会因为磨损和腐蚀而导致失效，采用表面改性技术制备涂层来改善材料的耐磨性和耐蚀性是一种经济、高效的方法。由于金具有低剪切强度、化学稳定性好和自润滑作用等优点，在涂层中引入金可以显著改善材料的耐磨性和耐蚀性。综述了含金耐磨耐蚀涂层目前主要的制备方法、金的润滑机理、金提高涂层耐蚀性的原因及其影响因素等，并对涂层的发展方向进行了展望。     

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。     

废气再循环单向阀阀片失效分析及腐蚀防护

目的 明确废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)单向阀阀片的腐蚀失效机理及防护涂层的失效过程,提高其服役寿命和可靠性。方法 利用电火花直读光谱仪、金相显微镜、体视显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等对EGR单向阀阀片断裂件进行失效分析,表征其化学成分、宏观腐蚀形貌、微观腐蚀形貌及腐蚀产物的元素分布,明确失效机制。采用电化学测试方法和浸泡试验对比研究了3种涂层防护的有效性,包括聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)、淬火–抛光–淬火(Quench-Polish-Quench,QPQ)+PTFE和聚酰胺酰亚胺涂层,揭示EGR单向阀阀片的腐蚀失效机理及防护涂层的失效过程。结果 EGR单向阀阀片表面及断口腐蚀严重。随着浸泡时间的延长,3种涂层的吸水率增加。涂层电容增大而电荷转移电阻减小,涂层的防护性能降低。30 d的浸泡试验结果显示,聚酰胺酰亚胺涂层的耐蚀性最好,涂层剥落少,其次是PTFE涂层,而QPQ+PTFE涂层的耐蚀性最差,涂层大面积脱落且划痕处和阀片边缘出现了明显的腐蚀产物。结论 EGR单向阀阀片断裂的主要原因是腐蚀降低了单向阀阀片的承载能力,在应力作用下发生断裂而失效;受涂层厚度限制,3种涂层在浸泡24 h后均发生溶液渗入涂层到达涂层/金属基体界面的过程,涂层的耐渗水性能低。聚酰胺酰亚胺涂层和PTFE涂层可以作为防护涂层,能在一定程度上提高单向阀的服役寿命。     

化学镀Ni—P—聚四氟乙烯复合镀层及其性能

向一种含双络合剂的化学镍液中加入PTFE（聚四氟乙烯）浓缩乳液,成功获得了PTFE含量为25%-30%vol的Ni-P-PTFE复合镀层。应用X-Ray衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析等对镀层组织结构和性能进行了测定。结果表明,这种镀层为非晶态结构,与基体结合良好,具有低的孔隙率和低的摩擦系数,是一种耐蚀、自润滑的表面复合材料镀层。     

DPC内涂层技术在石油专用管中的应用

介绍了一种改性环氧酚醛涂料(DPC)及其结构特点,介绍了该涂层的耐化学腐蚀性、耐高温性以及耐磨性,及涂层的施工工艺等。对DPC在油田专用设备上的应用情况进行了描述,该项技术适用于严重腐蚀并有磨损的油田环境,是新一代钻探设备的配套技术。