截齿等离子束表面冶金铁基耐磨涂层研究

采用等离子束表面冶金技术，在采煤机截齿磨损严重的部位制备了与基材呈冶金结合的铁基复合涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X衍射仪和显微硬度计等手段分析了冶金涂层组织，测试了涂层的显微硬度和磨损性能。结果表明：涂层主要由γ-（Fe，Ni）和（Cr，Fe）7（C，B）3相组成，在固溶强化、弥散强化和细晶体强化共同作用下，冶金涂层具有较高的显微硬度和较好的耐磨性能。     

等离子束表面冶金制备铁基梯度涂层的研究

利用等离子束表面冶金技术在45号钢基体上制备梯度涂层,探讨了等离子束表面冶金制备铁基梯度涂层的冶金过程,详细分析了等离子束表面冶金熔池的凝固机理、凝固特征对凝固组织的影响。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,合金涂层组织主要由γ-Fe,M7C3和TiC组成;涂层的显微硬度可达到800HV0.2。从基体到表面,涂层的成分、组织和显微硬度呈现出平缓梯度变化,消除了成分突变和应力集中的影响。因此涂层具有无晶体缺陷,内韧外硬的特性。     

稀土元素对等离子束表面冶金涂层组织和性能的影响

采用直流放电压缩电弧等离子束表面冶金技术，在Q235钢表面制备了添加La2O3和CeO2的铁基合金涂层。研究了稀土对等离子束表面冶金涂层的组织和性能的影响。结果表明，添加适量的稀土氧化物可有效改善冶金层的组织和性能，减少其中的裂纹与气孔，提高显微硬度和韧性。     

等离子束表面冶金原位颗粒增强铁基涂层的研究

采用等离子束表面冶金技术,在Fe、C合金粉末中添加强碳化物形成元素W、Cr和少量的Al,在低碳钢基体上制备出原位析出的颗粒增强铁基复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对冶金层显微组织和硬质颗粒的分布进行了观察、分析.结果表明：冶金层组织为过饱和的γ-Fe、原位析出形状良好细小弥散的复合碳化物（Fe,Cr,W,Nb）7C3和少量的AlFe,冶金层与基体呈冶金结合.在固溶强化、弥散强化和细晶体强化共同作用下,冶金层显微硬度可达到830HV0.1.     

工艺参数对等离子束表面冶金铁基涂层组织及性能的影响

采用等离子束表面冶金技术，在Q235钢表面制备了铁基合金涂层。试验研究了等离子束表面冶金工艺参数（如工作电流、扫描速度等）对冶金层的影响。结果表明，工艺参数对冶金层显微组织及显微硬度有很大的影响。在保证涂层与基体形成良好的冶金结合的前提下，适当增大扫描速度或减小工作电流有利于涂层组织的细化。     

大面积等离子束表面冶金铁基涂层的成形机理及组织结构

采用等离子束表面冶金技术,通过多道搭接方式在低碳钢基体上制备大面积铁基复合超厚涂层。基于大面积涂层成形的特点,探讨搭接率与涂层厚度等的变化规律,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计及磨损试验分析测试了涂层的相组成、组织及性能。结果表明:表面冶金涂层厚度可达3.0 mm,无裂纹、气孔等缺陷;组织为γ-(Fe,Ni)枝晶、M23C6、CrB及原位合成的TiC陶瓷颗粒,与基体呈良好的冶金结合。由于颗粒强化、细晶强化和弥散强化等多种强化作用,大面积Fe基超厚涂层具有良好的耐磨性能。     

等离子束表面冶金Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层耐海水腐蚀性研究

用等离子束表面冶金方法在低碳钢表面制备Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层。借助光学显微镜、X射线衍射仪和能谱仪研究了冶金层的组织形态、物相组成。用静态浸渍法检测该涂层在海水中的耐腐蚀性能。结果表明：该涂层与基体呈冶金结合，内部组织均匀细密无缺陷，是固溶了大量Cr的γ-Fe相与高硬度析出相的共晶组织；其在海水中的耐蚀性远高于0Cr18Ni9Ti不锈钢，两者在海水中均表现为点蚀。     

橡胶表面碳基薄膜耐磨改性研究进展

橡胶具有良好的压缩性和回弹性及良好的气密性、耐溶剂性等性能,是航空航天、石油化工、汽车工业等领域必不可少的密封材料。然而,实际服役中其因摩擦因数极高(≥1)而易磨损失效,进而引发密封介质泄漏,严重影响设备安全性及服役寿命。类金刚石碳基薄膜由于其高硬度、化学惰性、低摩擦磨损特性等被认为是最有前景的橡胶表面耐磨改性涂层。一方面,通过调整薄膜沉积参数可以控制薄膜灵活度和沉积温度,足够的灵活度要求薄膜能够适应橡胶软基底形变而不会发生崩落,而低的沉积温度可以避免降解或破坏橡胶基底;另一方面,碳基薄膜的化学成分(主要包括碳和氢)与橡胶展现出极好的相容性,可以确保其良好的结合强度。综述了近20年来橡胶表面碳基薄膜耐磨改性研究的重要结果和最新进展,总结了目前研究中尚未解决的问题及未来的研究方向。     

铁基高铬等离子束表面冶金涂层耐海水腐蚀性能

采用多元Fe基粉末,用等离子束表面冶金方法在低碳钢表面制备厚度约3～5mm的合金涂层。借助光学显微镜、X射线衍射仪、能谱仪对冶金层的组织形态、物相组成进行了研究和分析,用静态浸渍法初步研究其在海水中的耐腐蚀性能。结果表明:表面冶金层内组织均匀细密无缺陷,是固溶了大量Cr的γ-Fe相与高硬度析出相的共晶组织;表面冶金层在海水中的耐蚀性高于0Cr18Ni9Ti不锈钢,两者均表现为点蚀。     

等离子束表面冶金热影响区的特点

通过对等离子束表面冶金热循环的特点和冶金过程的探讨,对钢基体热影响区进行了测试分析,并将热影响区划分为过热区、完全相变区和不完全相变区.其中过热区显微组织粗大,有魏氏体产生,硬度下降;完全相变区晶粒细化,硬度较高,不完全相变区组织只有部分发生转变,晶粒大小不均匀.过热区魏氏体组织的产生,使热影响区有脆化的倾向.     

等离子束表面冶金中感生磁场的影响

论述了磁场对凝固组织,净化以及相变的影响,分析了自感生磁场在等离子束表面冶金中的作用.     

电弧喷涂制备铁基耐磨陶瓷涂层的工艺优化

采用电弧喷涂方法在Q235钢基体上喷涂铁基涂层,并用正交设计的方法对工艺参数进行了优化。确定优化后的工艺参数为:喷涂电流180A,喷涂电压32V,雾化空气压力0.6MPa,喷涂距离100mm。试验结果表明:采用优化后的最优工艺参数进行喷涂,所得涂层的耐磨性为Q235钢的13.7倍。     

钛合金表面耐磨涂层研究进展

总结了提高钛合金表面耐磨性的相关方法,分析了微弧氧化表面改性技术的优势与不足,并对微弧氧化与其他表面改性技术相结合的复合处理进行了详细的阐述,展望了钛合金表面耐磨技术未来发展的方向。     

等离子束表面冶金原位颗粒增强TiC复合超厚涂层研究

采用等离子束表面冶金技术,在低碳钢基体上制备出原位析出的TiC颗粒增强铁基复合超厚涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计及磨损试验分析测试了涂层的相、组织、成分及性能。结果表明:表面冶金涂层厚度可达3.0mm,无裂纹、气孔等缺陷。组织为γ-(Fe,Ni)枝晶、M23C6、CrB及原位合成的TiC陶瓷颗粒,TiC大部分呈球状,尺寸为1～2μm,与基体呈良好的冶金结合。由于颗粒强化、细晶强化和弥散强化等多种强化作用,显著提高了Q235钢的显微硬度及耐磨性能。     

等离子束表面冶金涂层在海水中的电化学腐蚀行为研究

采用极化曲线法和交流阻抗法研究了等离子束表面冶金涂层在海水中的电化学腐蚀行为。结果表明,该涂层在海水中有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流,腐蚀速度较慢。该涂层在海水中有钝化膜生成,阻抗值比1Cr18Ni9Ti不锈钢明显提高,表明其对基体起到了很好的保护作用,在海水中具有优良的耐蚀性。     

金属双极板表面改性碳基涂层研究进展

首先对比了贵金属涂层、氮化物涂层、碳基涂层的性能优劣,重点阐述了碳基涂层改性技术的最新研究进展。然后,以碳基涂层的设计及制备2个维度为研究切入点进行阐述。在膜系设计方面,着重分析了膜系设计和元素掺杂对碳基涂层的性能影响;在制备方面,分析了偏压、沉积时间和气体流量等对碳基涂层的化学组分、微观结构的调控作用。最后,总结了当前碳基涂层改性双极板存在的问题,主要为涂层运行寿命不足,无法达到服役标准;测试条件不统一,且模拟环境与电堆实际工况差距较大;涂层长时间服役后的失效机制不明确。同时,对金属双极板改性碳基涂层的进一步发展方向做出了展望。     

送粉等离子束表面冶金工艺及涂层强韧化机制研究

利用自行研发的送粉等离子束表面冶金涂层设备及Fe-Cr-Ni-B-Si-C系混合合金粉末在普通低碳钢表面制备了铁基复合材料涂层.采用OM、SEM、EDS、XRD等手段,研究了同步送粉等离子束表面冶金工艺参数对涂层显微组织的影响及涂层的强韧化机制.结果表明,工作电流、扫描速度以及搭接工艺是影响涂层微观组织特征的重要因素.经工艺优化后的复合材料涂层的典型微观组织由固溶了大量Cr、少量Ni、Si的极度过饱和的γ相枝晶及枝晶间复杂合金碳硼化物 γ相共晶组织构成.细晶强化、固溶强化和高硬度相的沉淀析出及其弥散强化是等离子束表面冶金复合材料涂层强韧化的3种主要机制.     

基体温度对等离子喷涂铁基非晶合金涂层耐磨耐蚀性的影响

目的 探究基体温度对铁基非晶涂层耐磨及耐蚀性的影响。方法 采用大气等离子喷涂技术,在3种不同基体温度(平均约为90、380、650 ℃)条件下制备铁基非晶涂层,分析非晶粉末颗粒的铺展形貌,研究基体温度对涂层的非晶含量、氧化程度、显微硬度、孔隙率及相组成的影响,并分析3种涂层在载荷3、5、9 N下的摩擦学性能,以及在质量分数3.5%的氯化钠溶液中的电化学性能。结果 随着基体温度的提高,涂层的氧化程度逐渐加大,非晶含量逐渐下降,显微硬度先上升后下降,在380 ℃时达到最大值。受到非晶粉末颗粒在不同温度基体上铺展形貌的影响,涂层的孔隙率随着基体温度的提高呈先上升后下降的趋势,液滴在基体上延展得越剧烈,涂层的孔隙率越高。在380 ℃下制备的非晶含量为86.7%的涂层具有最小的孔隙率(0.64%)和最高的显微硬度(1 001.46HV0.3),且在载荷3、5、9 N下的比磨损率最低,主要原因是基体温度降低了非晶含量,同时降低了孔隙率,提高了显微硬度,细晶强化增强了涂层的耐磨性。在380 ℃时涂层在氯化钠溶液(3.5%)中也表现出最低的自腐蚀电流密度(Jcorr=3.39×10⁻⁶ A/cm²),其原因为低孔隙率的涂层在腐蚀过程中不易为腐蚀介质提供侵蚀通道,遏制了点蚀的发生。结论 相较于较低或较高的基体温度,在适中的基体温度(380 ℃左右)下制备的涂层具有更好的耐磨性能及耐腐蚀性能,这为制备高性能的非晶涂层提供了理论依据。     

等离子束表面冶金Al2Cu和α-Al复合涂层研究

采用等离子束表面冶金技术,以纯铝为基材,纯铜粉末为冶金原料,在铝表面制得了冶金结合良好的Al2Cu和α-Al复合涂层.涂层组织具有快速凝固组织特征,涂层底部为逆热流方向长大的粗大枝晶,上部为细小枝晶和大胞晶均匀分布.涂层最高硬度为260HV,较铝基材的硬度(74.5HV)有显著提高,在油润滑滚动磨损试验条件下纯铝的磨损量是涂层的6～10倍,说明涂层具有优异的耐磨性和载荷特性.     

热压合成铁基表面涂层的微观结构研究

采用真空热压法制备出铁基表面Ni3Al涂层、TiC/Ni3Al涂层及TiC/Ni3Al-Ni3Al双层涂层,研究了不同涂层的微观结构及相组成,并用洛氏硬度计对涂层剖面进行了硬度测试。结果表明:TiC/Ni3Al-Ni3Al双层涂层结合了Ni3Al涂层、TiC/Ni3Al涂层两者的优点。表层涂层的微观组织为TiC颗粒较为均匀的分布在Ni3Al基体上,组织纯净、致密,过渡层Ni3Al相与表层涂层及钢基体之间均为良好的冶金结合。TiC/Ni3Al-Ni3Al双层涂层既维持了TiC/Ni3Al涂层的高硬度,又实现了从表层至基体之间性能的梯度过度。