反应电火花沉积合成TiN金属基复合涂层

利用自制的反应电火花沉积合成系统，以TA2为电极，以工业纯氮为保护气，在45#钢基体试件表面上原位反应合成了TiN金属基陶瓷复合涂层。利用X射线仪测定了涂层的物相组成，利用显微镜观察分析了涂层断面形貌及组织，利用硬度仪测试了涂层的显微硬度，利用磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能。结果表明：涂层的平均维氏硬度为13230MPa，涂层中TiN物相的平均晶粒大小为50nm，涂层具有较好的耐磨性。     

反应电火花沉积合成TiN金属基复合涂层

利用自制的反应电火花沉积合成系统,以TA2为电极,以工业纯氮为保护气,在45应合成了TiN金属基陶瓷复合涂层.利用X射线仪测定了涂层的物相组成,利用显微镜观察分析了涂层断面形貌及组织,利用硬度仪测试了涂层的显微硬度,利用磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能.结果表明:涂层的平均维氏硬度为13230 MPa,涂层中TiN物相的平均晶粒大小为50 nm,涂层具有较好的耐磨性.     

反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层机理与性能

利用DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在TCA钛合金表面上制备了TiN/Ti复合涂层.用SEM、XRD、AES等仪器对涂层、物相、微观结构、元素组成及界面行为进行分析,测定了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验机对比了涂层与淬火回火65Mn的磨损性能.结果表明,TiN/Ti复合涂层与基体形成良好的冶金结合,涂层主要由钛和反应合成的TiN、Ti2N相组成,组织致密、均匀、连续,涂层平均显微硬度可达1390HV0.1,约是基体硬度的6.3倍,涂层耐磨性良好.     

钛合金表面反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层

利用自制的电火花沉积充气密闭式保护装置和DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在TC4钛合金表面上反应电火花沉积制备了TiN/Ti复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子仪(XPS)分析了涂层的组织、物相和元素组成,利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验装置对比涂层与淬火W18Cr4V高速钢的磨损性能.结果表明,涂层与基体形成良好的冶金结合,涂层主要由钛和反应合成的TiN组成,涂层的平均显微硬度可达1 388 HV0.1,是基体硬度的6倍以上,涂层具有较好的耐磨性.

Abstract：

TiN/Ti composite coating was deposited on TC4 titanium alloy substrate with the self-made special gas-filled-closed electric-spark deposition device and electric-spark deposition machine modeled DZ-1400, the industry pure titanium (TA2) was used as electrode and the industry pure nitrogen gas as shielding and reacting atmosphere. The microstructures, interfacial behavior, phase and element in the coatings were investigated by scanning electronic microscope, X-ray diffraction and X-ray photo spectrum. The microhardness of coatings was tested and its wear-resistance property was tested by the self-made abrasion machine and compared with Wi8Cr4V rapid steel treated by quenching. The results show that an excellent bonding between the coating and substrate is ensured by the strong metallurgical interface. The coatings are mainly composed of Ti and synthesized TiN. The highest microhardness of coating reaches to 1 388 HV0. 1, which is six times higher than that of the substrates. Wear resistance of the coatings is excellent.     

电火花沉积反应合成TiN增强Fe基金属陶瓷涂层

利用自制的电火花沉积充气密闭式保护装置和DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在45#钢基体试样表面制各出了厚度为60～80 μm的TiN增强金属基陶瓷涂层.采用扫描电镜(SEM)观测了涂层微观结构和界面行为,分析了涂层形成机理,利用X射线仪(XRD)测定了涂层的物相组成,利用显微硬度仪测试了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性.结果表明:涂层主要由TiN和FeTi两相组成,涂层组织致密、均匀、较连续,涂层与基体形成良好的冶金结合,涂层显微硬度HV高达15.88 GPa,约是基体硬度的5倍,涂层具有较好的耐磨性.     

反应电火花沉积合成TiC/Ti复合涂层研究

利用DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以高纯石墨为电极,在TC4钛合金基体表面制备了厚度为70～110 μm的TiC增强金属Ti基复合涂层.利用SEM、XRD、EDS、AES和XPS等检测手段分析了涂层的形貌、组织、物相和化学组成,利用显微硬度计测试了涂层截面显微硬度.结果表明:涂层主要由TiC、Ti和C相组成,TiC是电极材料与基体材料反应形成的新相,是涂层的主要组成相;涂层组织致密、均匀、连续,涂层与基体形成良好的冶金结合;涂层硬度呈梯度变化,随着距表面距离的增大而减小,涂层最大硬度是基体的5.7倍.     

集束电极电火花合成沉积TiN涂层组织及耐磨性能

为满足提高铜合金表面耐磨性能的需求,提出了一种利用集束钛电极在QAl9-4铝青铜旋转工件表面电火花合成沉积TiN涂层的新方法,并进行了试验研究。结果表明：在铜合金表面制备出了均匀连续的TiN涂层;涂层表面由细化了的晶粒结构构成,组织致密;电极丝对涂层表面有较强的磨削涂覆作用,显著降低了涂层表面粗糙度值;涂层主要由TiN硬质相构成,厚度为85 μm左右,显微硬度可达890 HV_0.05,约为基体（185 HV_0.05）的4.8倍;涂层与基体间具有合金化冶金结合的过渡层;涂层表面摩擦因数为0.125~0.2,远小于基体（0.23~0.35）且波动性较小,磨损率约为基体的49.6%,具有更好的减摩耐磨特性。     

柔性钛电极电火花合成TiN涂层

文中提出一种利用柔性钛电极在钛合金TC4表面合成TiN涂层以改善工件表面性能的新方法.在加工中利用柔性钛电极与钛合金TC4表面进行电火花放电,同时通过钛电极内部向加工区域通入氮气,利用电火花放电能量在工件表面反应生成TiN涂层.测量其表面硬度并利用SEM,XRD等手段对其涂层微观形貌和组分进行测试.结果表明,在TC4工件表面制备出了TiN强化涂层,涂层致密、均匀、连续;TiN涂层厚度超过1 mm;涂层主要由TiN强化相组成,显微硬度高达1859.6 MPa;涂层表面的放电坑大而浅且存在刮削痕迹,柔性钛电极丝对TiN涂层有较强的刮削涂覆作用;TiN涂层与基体之间相互渗透形成冶金结合.     

点焊电极表面电火花沉积复合涂层的组织和性能

采用振动电极电火花沉积的方法在点焊电极表面得到合金复合涂层,用XRD、SEM、EDX,显微硬度仪以及焊接试验研究了涂层的显微组织和性能。结果表明,沉积涂层是由TiC、Cu、CuNi2Ti组成的复合涂层;复合涂层形貌的主要特征是表面呈现裂纹以及由于电弧放电引起的飞溅坑;涂层与基体之间是良好的冶金结合;在1N载荷下复合涂层的显微硬度HV高达1144。与无涂层的电极相比,电火花沉积处理的电极寿命提高了1.4倍。     

氮气氛下电火花沉积TiN层的形成机理及微观特征

以工业纯钛TA2为电极,用N2作为反应及保护气体,采用电火花沉积方法,在45钢基体表面制备出了含TiN的硬质沉积层.采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析检测方法,对沉积层形成机理、微观结构及界面行为进行研究,并测试了沉积层的显微硬度分布.结果表明,电火花氮化沉积层与基体形成良好的冶金结合,沉积层主要由TiN相组成,组织致密、均匀、较连续,厚度为30～40 μm,显微硬度最高达1 515 HV,是基体硬度的5倍以上,可以有效地改善基体的表面性能.     

Reactive synthesis Ti （CN） -based metal ceramic coating by electric-spark deposition

Electric-spark deposition (ESD) was adopted for depositing a Ti(CN)-based ceramic coating on the TC4 titanium alloy substrate using a laboratory-developed electric-spark deposition system, a nitrogen-sealed atmosphere and graphite electrode. The surface morphology, microstructure, interfacial behavior between the coatings and substrate, phase and element composition of the coatings were investigated by scanning electron microscope(SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES). Microhardness profile was measured with a Vickers microhardness tester. The results show that metallurgical bond between the coating and substrate is realized and the phase of coatings are made up of Ti(CN ) spherocrystal and dendritic crystal, TiV and C. Ti(CN) ceramic particles, which is in-situ synthesized by the reaction among titanium from the substrate, carbon from the graphite electrode and nitrogen from the shielding nitrogen gas, is about 600nm and distributes dispersively among the coatings. Microhardness profile falls off with the coatings thickness increasing and the highest microhardness values of the superficial coating could be up to 1496HV, which is six times more than that of the substrate.     

原位合成TiN增强Ni基复合涂层的组织与性能

以Ti,BN和Ni粉为原料,在Q345D钢表面采用氩弧熔敷技术制备了TiN增强Ni基复合涂层.利用扫面电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合涂层的显微组织进行了分析,TiN颗粒呈球形、不规则椭球状和枝晶状,并对其形貌特征进行了解释.利用显微硬度计和摩擦磨损试验机,对复合涂层的相关性能进行了测试和分析.涂层表面平均...     

TC4表面反应电火花强化层物相及磨损行为分析

利用DZ-1400型电火花沉积／堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在TCA钛合金试件表面上制备了TiN／Ti复合涂层。利用X射线衍射仪分析了放电电容、输出电压、脉冲频率对涂层物相的影响,利用MH-6型显微硬度计测定涂层断面不同区域的显微硬度,利用KYKY2800扫描电镜观察涂层组织结构和磨损形貌,采用MS-T3000型球盘式摩擦磨损试验仪测试涂层的摩擦系数和磨损失重。结果表明,涂层中物相种类随放电电容、输出电压、脉冲频率的不同而变化。涂层组织致密,与基体之间形成冶金结合,涂层显微硬度呈梯度变化,涂层摩擦系数小,耐磨性好。     

反应等离子喷涂 TiN 涂层的研究进展

TiN具有硬度高、韧性好、摩擦系数小、化学性能稳定等优点,广泛应用于刀具、装饰、表面防护等领域。目前制备TiN涂层的方法有很多,如气相沉积、热喷涂、电镀等,反应等离子喷涂则是最常用的金属-陶瓷复合涂层制备方法。概述了反应等离子喷涂技术的基本原理和分类,包括反应等离子喷涂涂层的形成过程及工艺的优缺点。综述了反应等离子喷涂TiN涂层的喷涂工艺及性能的研究进展,包括涂层的制备方法(原位合成法、烧结破碎法)和性能特点,重点分析了涂层的力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能,并提出了可以依靠热处理工艺或封孔技术来提高涂层的耐腐蚀性能。依据实验和查阅的文献,反应等离子喷涂结合了自蔓延高温合成技术和等离子喷涂技术,可以制备质量优良的厚TiN涂层(500μm),是一种新型的低成本涂层制备技术,但是反应等离子喷涂制备TiN涂层存在孔隙率较高(5%~10%)、结合强度较低(50 MPa)的问题。分别从技术、设备、工艺、后处理四个方面总结了改善涂层质量的相应措施,展望了今后的研究发展方向。     

便携式电火花沉积镍基合金工艺

通过便携式电火花表面强化设备在45钢表面制备镍基合金强化层,从沉积层厚度、沉积层硬度和沉积层微观缺陷三个方面分析了各工艺参数对强化层质量的影响.通过试验分析确定采用该便携设备进行沉积修复时,选用输出功率为1.2 kW,输出电压为128 V,保护气流量为5L/min的工艺时可获得综合质量最优的沉积层,并在此工艺参数条件下...     

氩弧熔敷原位自生TiC_p/Ni60A金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料,采用氩弧熔敷技术,在45钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层.借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析.结果表明,熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、无气孔等缺陷;熔敷层的组织由γ-Ni、M23C6、TiC组成,TiC大部分旱块状,颗粒尺寸为1～1.5μm,均弥散分布于熔敷层中.     

Electroless plating Ni-P matrix composite coating reinforced by carbon nanotubes

Ni-P matrix composite coating reinforced by carbon nanotubes (CNTs) was deposited by electroless plating. The most important factors that influence the content of carbon nanotubes in deposits, such as agitation, surfactant and carbon nanotubes concentration in the plating bath were investigated. The surface morphology, structure and properties of the Ni-P-CNTs coating were examined. It is found that the maximum content of carbon nanotubes in the deposits is independent of carbon nanotubes concentration in the plating bath when it is up to 5 mg/L. The test results show that the carbon nanotubes co-deposited do not change the structure of the Ni-P matrix of the composite coating, but greatly increase the hardness and wear resistance and decrease the friction coefficient of the Ni-PCNTs composite coating with increasing content of carbon nanotubes in deposits.     

等离子熔覆原位合成TiC陶瓷颗粒增强复合涂层的组织与性能

利用等离子熔覆技术,在廉价的碳钢表面原位合成了TiC/Ni基复合材料涂层.借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构、性能进行了测试.结果表明:当Ti C含量为10%～20%时,熔覆层成形良好,与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层的组织为γ-Ni枝晶、M23C6、CrB及原位合成的TiC陶瓷颗粒,TiC大部分呈球状,少量呈方块状,尺寸为1～2 μm,靠近熔覆层底部的TiC颗粒比近表层的为小,均弥散分布于熔覆层中;熔覆层显微硬度达HV0.1 1000,是碳钢基体的4倍.