环氧树脂粘接润滑涂层摩擦学特性

为研究环氧树脂粘接固体润滑涂层的摩擦磨损性能及机理,采用端面摩擦磨损试验机在干摩擦变载荷条件下进行了该涂层的摩擦磨损性能试验与分析,结果表明,试验初期涂层表面的环氧树脂与钢对偶件直接接触,减摩润滑效果不佳;随着载荷的增加与时间的延长,涂层表面逐渐形成固体润滑保护薄膜以及在对偶件表面形成转移润滑层,涂层进入稳定摩擦磨损阶段并显示出优异的减摩润滑性能;当载荷超过涂层承载能力时,涂层表面磨损加剧,直至涂层剥落、失效。     

铝合金表面Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的组织与性能研究

利用SAS－1型超音速电弧喷涂设备和钛、铝丝在适当的工艺条件下，在LY12铝合金表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪、电子探针等，对涂层的成分、相结构、显微结构、孔隙率及其结合强度、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在铝基表面形成低孔隙率小于2.8%，结合强度为29MPa，显微硬度HV0.2为631和干滑动磨损体积仅为LY12基体1／7的TiAl合金涂层。显微组织观察发现，涂层与基体间有冶金结合的迹象，组织结构分析表明，涂层由TiN（TiO)，Al,Ti,TiAl,Ti3Al等相组成。涂层的磨损机制可能以化合物等硬质相的剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

Ti6Al4V高速干滑动摩擦磨损特性研究

对Ti6Al4V合金在高速干滑动摩擦条件下进行了系统的磨损性能测试,研究了载荷和速度对Ti6Al4V合金的摩擦磨损机制的影响,对Ti6Al4V合金的磨损表面、纵剖面进行了显微分析及X-衍射分析,实验结果表明,Ti6Al4V合金的磨损率和摩擦表面温度随着载荷和速度的升高而增加,摩擦表面的温度最高达到1044℃,磨损表面出现"蘑菇头"的磨损现象,表面出现裂纹及剥落坑,表层及次表层出现裂纹,组织变得粗大,磨损纵剖面析出Ti3O,Ti6O,VO0.53,VN等化合物.     

微弧氧化时间对铝合金陶瓷涂层结构和耐磨性的影响

铝合金微弧氧化陶瓷涂层结构致密,与基体结合牢固,具有良好的耐磨、耐蚀和电绝缘性能,应用前景广阔.采用微弧氧化工艺在6063铝合金表面沉积了Al2O3陶瓷涂层,考察了不同微弧氧化时间对涂层的微观结构、显微硬度、结合力及摩擦磨损性能的影响.结果表明:在电流密度一定的条件下,处理时间对涂层组织结构和性能有着较大的影响,随着微弧氧化时间的延长,涂层中α-Al2O3与γ-Al2O3相的衍射峰明显增强,制备的涂层表面更加致密,孔隙减少,同时所制备的涂层具有高的显微硬度(平均1180 HV)和好的抗耐磨性能,涂层与基体间的临界载荷约为85N,即涂层与基体间有强的结合力.     

超音速火焰喷涂氧化铬陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

采用箱式电阻炉对超音速火焰喷涂氧化铬陶瓷涂层进行热处理,利用显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和摩擦磨损试验机等设备,研究热处理温度对氧化铬涂层室温条件下干摩擦性能的影响,并讨论涂层的磨损机制。结果表明,在实验条件下,500℃热处理涂层的综合耐磨减摩性能最好。热处理未能改变涂层的磨损机制,在10N载荷下,涂层的磨损机制以磨粒磨损为主,并伴有轻微的剥落磨损;而在25N载荷下,涂层的磨损机制则以剥落磨损为主,并伴有磨粒磨损。     

暖通用6061铝合金表面Ni基等离子喷涂CoCrTaAlY/PEO涂层性能分析

利用冷喷涂技术在暖通用6061铝合金表面依次制备Ni基打底涂层,CoCrTaAlY和PEO涂层,并进行组织和耐热以及腐蚀性能测试分析,研究结果表明:CoCrTaAlY层形成了众多密实堆积颗粒,获得具有均匀分布结构的涂层;PEO层形成粗糙表面结构,表面形成了一些破碎颗粒以及不规则外形的颗粒,致密CoCrTaAlY层跟Ni基体形成了良好结合状态。试样都是在涂层和基体交界面部位发生断裂,涂层形成了比涂层和基体结合强度更大的内聚作用力。经过热震后,涂层表面并没有出现显著变化,同样存在粗糙区于光滑区两种类型的形貌,并且还有一些网状的微裂纹。经过热冲刷处理后,试样表面颜色只发生了轻度改变,涂层质量发生了先减小后增大的变化现象,涂层具备良好的耐高温氧化特性。     

暖通用6061铝合金表面Ni基等离子喷涂CoCrTaAlY/PEO涂层性能分析北大核心CSCD

利用冷喷涂技术在暖通用6061铝合金表面依次制备Ni基打底涂层,CoCrTaAlY和PEO涂层,并进行组织和耐热以及腐蚀性能测试分析,研究结果表明:CoCrTaAlY层形成了众多密实堆积颗粒,获得具有均匀分布结构的涂层;PEO层形成粗糙表面结构,表面形成了一些破碎颗粒以及不规则外形的颗粒,致密CoCrTaAlY层跟Ni基体形成了良好结合状态。试样都是在涂层和基体交界面部位发生断裂,涂层形成了比涂层和基体结合强度更大的内聚作用力。经过热震后,涂层表面并没有出现显著变化,同样存在粗糙区于光滑区两种类型的形貌,并且还有一些网状的微裂纹。经过热冲刷处理后,试样表面颜色只发生了轻度改变,涂层质量发生了先减小后增大的变化现象,涂层具备良好的耐高温氧化特性。     

阴树脂粉末对换流站阀冷系统6063铝合金腐蚀的影响

为了研究UP6150阴树脂粉末对阀冷系统6063铝合金腐蚀的影响,在(50±1)℃下通电(10 m A直流电流)与不通电情况下进行了6063铝合金浸泡腐蚀试验,200 m L去离子水中加0,6,10 g阴树脂粉末,将6063铝合金浸泡不同天数测定试样腐蚀速率,分析了表面形貌及溶液中离子含量,并进行相关的电化学测试。结果表明:在通电与不通电的情况下,阴树脂粉末均加速6063铝合金腐蚀,阴树脂粉末浓度越大,腐蚀越严重; 50℃时阴树脂粉末分解,生成腐蚀性离子,加速了铝合金的腐蚀;腐蚀产物中含有大量的C、O、Al,还含有少量的N,表明阴树脂分解产物参与腐蚀过程,生成Al N(Al N-R),对铝合金造成腐蚀; 6063铝合金在阴树脂粉末溶液中自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大。     

火焰喷涂镍基复合涂层的干摩擦磨损性能

针对轴套表面耐磨强化需求,为了进一步提高镍基涂层的耐磨性,采用火焰喷涂技术在球磨铸铁表面制备了含不同耐磨添加剂[SiC,WS2,六方BN(h-BN),立方BN(c-Bn),石墨,铜粉]的镍基复合涂层。利用盘-销式磨损试验机测试了基体与复合涂层的干摩擦磨损性能,采用数码显微镜观察了复合涂层表面磨损形貌,并讨论了磨损机制。结果表明:在高载荷下,基体磨损严重,填充耐磨添加剂后,镍基复合涂层在高载荷下显示出较优的耐磨性能;载荷为20~100 N时,涂层磨损量随添加剂类型和添加量显著变化;50 N载荷下,含8%Cu,c-BN的镍基复合涂层的耐磨性能较其他复合涂层的更优,其中含c-BN镍基复合涂层的磨损量仅为0.003 9 mg/(N·m);100 N载荷下,含5%WS2,Cu,h-BN的镍基复合涂层的耐磨性较其他复合涂层的更优;基体的磨损机制主要为疲劳和黏着磨损,镍基复合涂层表现出一定的塑性变形,主要为疲劳磨损。     

氮化物硬质涂层中Cr、Ti和Al元素对摩擦磨损特性的影响

利用四靶闭合场非平衡磁控溅射(CFUBMS)技术在石英玻璃和抛光不锈钢片两种基底上制备含有Cr、Ti和Al元素组合的各种氮化物涂层.采用摩擦磨损仪测试涂层摩擦系数,应用金相显微镜对各个涂层磨痕形态进行分析,结果表明TiN、CrN、TiAlN、CrAlN以及CrTiAlN涂层的摩擦系数依次减小,耐磨特性依次提高;结合涂层的X射线光电子能谱分析,可以得到含有Al元素涂层中形成了AlN的结构,提高涂层的硬度,增加耐磨特性;在涂层中含有Cr元素形成了氧化物Cr2O3可以提高涂层自排屑能力,减小摩擦系数,增加耐磨特性,含Ti元素形成的氧化物TiO2则不利于涂层的摩擦磨损特性;由于CrTiAlN本身具有比三元氮化物更高的涂层硬度,且含有Al和Cr元素,因此该涂层具有最好的摩擦磨损性能.     

铝合金木纹型材腐蚀失效原因分析

为了查明木纹型材的失效原因,利用电子探针、金相显微镜、能谱仪、直读光谱仪等对腐蚀穿孔失效的6063铝合金木纹型材进行分析。结果表明:由于木纹型材表面长时间与潮湿的砂浆接触,使得碱性溶液能够透过木纹型材带有微观缺陷的表面涂层而腐蚀铝合金基体,最终使得木纹型材发生腐蚀失效。     

(Ti,Al)C涂层的液相脉冲放电制备及其滑动磨损性能

为了制备耐磨性和抗氧化性优良、结合力高的多元合金涂层,利用普通电火花机床通过液相脉冲放电法在调制态45钢基体上制备了(Ti,Al)C涂层,采用X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,利用带有能谱分析仪的扫描电镜观察了涂层的界面组织、分析了涂层的元素成分,采用显微硬度计测试了涂层的硬度,采用摩擦磨损试验机考察了涂层的滑动磨损特性。结果表明:液相脉冲放电法制备的涂层厚约30μm,主要物相为(Ti,Al)C,从涂层到基体,试样硬度呈梯度递减,涂层表面硬度高达2 100 HV以上;与淬火低温回火45钢配副时,摩擦系数较低且稳定;摩擦磨损试验载荷为100～200 N时,涂层表面出现轻微塑性变形,磨损机制为塑性流变;载荷为300～400 N时,涂层磨损面出现浅而细的平行状犁沟,磨损机制为轻微磨粒磨损。     

三维网络Al2O3增强球墨铸铁基复合材料摩擦磨损性能

采用SRV摩擦磨损试验机研究了球墨铸铁及三维网络Al2O3增强球墨铸铁基复合材料的干摩擦磨损性能,测量了球墨铸铁和复合材料在不同摩擦频率及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜观察磨损表面形貌,并分析了三维网络Al2O3对复合材料磨损机制的影响.结果表明:陶瓷与金属基体之间具有良好界面结合的三维网络Al2O3/球墨铸铁复合材料,其摩擦系数随载荷和摩擦频率的变化保持稳定;复合材料的耐磨性能远优于球墨铸铁,而且随着摩擦频率和载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高.这是由于复合材料中陶瓷与金属相之间三维空间结构和良好的界面结合有利于摩擦载荷的传递;金属基体中的石墨减摩作用保持摩擦系数的稳定;三维陶瓷骨架在磨损表面形成硬的微突体并起承载作用,制约了基体的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存.     

电力开关用钨材表面离子渗W-Ni-Al合金层的组织及性能

为了提高电力开关用钨材合金的耐摩擦和耐腐蚀性能,采用双辉渗方法在试样基体表面制备W-Ni-Al涂层,通过试验测试方式对比了各涂层结构下的钨表面性能差异性.结果 表明:在涂层内生成了具有致密结构的组织,几乎没有形成裂纹.提高渗金属的温度后,制备的涂层厚度持续增大.涂层中含有WNi2Al3、NiW22类组织.当表面被W-Ni-Al涂层覆盖后,硬度发生了显著提升;当载荷增大后,硬度也开始降低.W-Ni-Al涂层都获得了高于基体组织的摩擦系数.在1150℃下制备的涂层获得了最小的体积磨损率,只有基体的13.6％,表现出了优异的抗磨损性能.涂层组织发生了断裂,在磨痕表面形成了平行滑动方向的沟槽.与基体相比涂层腐蚀电位发生明显正移,腐蚀电流密度发生明显降低,涂层具备更优的耐蚀性能.     

爆炸喷涂AlCuFeSc准晶涂层的摩擦学性能研究

采用爆炸喷涂制备了AlCuFeSc准晶涂层,借助扫描电镜、X射线衍射对准晶涂层的微观及物相结构进行了表征,通过显微硬度计测试了准晶涂层的表面硬度,结果表明涂层与基体间结合良好,其中涂层主要由准晶相和β-AlFe组成,室温下涂层的表面硬度为569.4HV0.3,经退火处理后涂层硬度最高可达到658.33HV0.3。同时开展了在室温和700 ℃高温环境中,5、15、25 N不同载荷下AlCuFeSc准晶涂层的摩擦磨损性能研究,利用白光干涉仪对磨痕进行三维形貌观测并计算磨损的磨痕宽度、磨痕深度、体积损失,得出磨损率;采用SEM分析了不同实验条件下磨痕形貌的特征。结果表明,AlCuFeSc准晶涂层在不同温度及不同载荷下的耐磨系数在0.500~0.656之间(均低于基体),室温环境下准晶涂层的磨损机制随载荷增加从磨粒磨损为主转变为粘着磨损为主;高温环境下磨损机制则都以粘着磨损为主,准晶涂层对2A12基体具有良好的减摩耐磨功能。     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.     

Al_2O_3/CrN_x复合膜的摩擦磨损特性

为改善铝合金零部件的摩擦磨损特性,采用微弧氧化和射频磁控溅射技术,在2A12铝合金表面制备Al2O3/CrNx复合膜。用X射线衍射仪、涡流测厚仪、纳米硬度仪、微摩擦磨损试验机、非接触表面三维形貌仪及扫描电镜对Al2O3涂层及复合膜的相组成、膜厚、纳米硬度、摩擦磨损特性和磨痕形貌等进行了研究。实验结果表明:32μm厚的多孔Al2O3陶瓷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,外层1.2μm厚的CrNx膜由单质Cr,Cr2N和CrN相组成;Al2O3涂层及Al2O3/CrNx复合膜的摩擦因数和磨损率都随法向载荷的增加而增大,在相同实验参数下,复合膜的摩擦因数和磨损率都远小于Al2O3涂层的,这表明在Al2O3涂层表面沉积CrNx膜能明显改善其摩擦磨损特性,将延长对偶件的使用寿命。     

激光沉积制备钛基梯度耐磨涂层组织和性能研究

为了提高Ti6Al4V钛合金的高温耐磨特性,在Ti6Al4V钛合金表面利用激光沉积制造原位生成TiC颗粒增强相的方法制备了钛基梯度涂层。观察了耐磨梯度涂层的微观组织,测量了涂层和Ti6Al4V基材在500℃条件下的摩擦磨损性能及其显微硬度,并对涂层的强化机制和磨损机理进行了分析。结果表明,原位自生的TiC颗粒增强相均匀弥散分布在基体中,从基材到涂层顶部分别呈现粗大树枝晶、较大的颗粒状晶体、相对细小的颗粒状晶体形态。显微硬度分析显示涂层硬度保持在400～450HV之间,由基材到表层呈梯度上升趋势。涂层表现出较好的高温耐磨特性,和基材的磨损体积比为2.86。TiC颗粒的弥散分布强化和激光沉积基体组织的细晶强化是显微硬度和高温耐磨性提高的主要原因。     

Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3@SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3@SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3@SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.     

40CrNiMoA钢表面复合强化后高速干摩擦下的磨损性能

采用石墨和Cr12MoV电极分别对40CrNiMoA表面进行强化处理,然后用离子束增强沉积(IBED)涂覆Cu,形成表面复合强化层.选择滑动摩擦速度为100m/s,实验力为20N,考察了40CrNiMoA复合强化后与1Cr18Ni9Ti不锈钢摩擦副在高速滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并用SEM观察分析了磨损表面.结果表明:高速滑动干摩擦下,复合强化层具有减摩耐磨性能,Cr12MoV Cu复合强化后比未处理试样的耐磨性提高4倍以上.Cr12MoV Cu和石墨 Cu复合强化后的摩擦系数平均值为0.05左右,而未处理试样为0.1.磨损形式为磨粒磨损和严重的塑性变形,并有少量的剥落,表面存在微裂纹与熔斑.