超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰（HVOF）喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明：在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

HVOF喷涂WC-12Co涂层及其摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-12Co涂层,利用IA32定量分析软件、LM700AT自动显微硬度测试仪、万能试验机等设备测量涂层的孔隙率、显微硬度以及涂层与基体的结合强度,并通过MRH-3高速环块磨损试验机测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:所制备涂层的孔隙率为0.33%,显微硬度为1393HV,涂层与基体的结合强度不低于64.4MPa;在长城CJ-4 15W/40柴油机油润滑下,采用GCr15为对偶件,试验载荷800N,转速1 000 r/min,试验时间1 h,涂层的摩擦系数稳定在0.099,磨损量为0.001 6 g,磨损机制为磨粒磨损。     

大气等离子喷涂WC-12Co涂层的组织结构与性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)方法在45钢基体上制备了WC-12Co涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌和成分进行了分析;采用显微硬度计和万能试验机分别测定了涂层的显微硬度和结合强度;并用SRV-Ⅳ摩擦磨损试验机测试了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:WC-12Co涂层组织均匀致密,在喷涂过程中仅少量的WC发生了氧化分解,生成W_2C和Co_3W_3C相。涂层力学性能优异,结合强度平均值为50.63 MPa,涂层表面平均硬度为85.7 HR15N,截面平均显微硬度为1 053.8 HV0.3。相对于304不锈钢,等离子喷涂WC-12Co涂层具有十分优良的耐磨损性能,在室温(25℃)至300℃范围内,WC-12Co涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

锅炉受热面防护涂层高温冲蚀性能

为提高锅炉受热面管的耐磨性并延长其使用寿命,利用高速电弧喷涂技术在SA-210C钢表面制备Ni55耐磨涂层。采用钨极氩弧焊机对喷涂涂层进行重熔处理,并对基体、涂层进行显微组织、相组成、涂层结合强度、显微硬度、耐冲蚀能力分析。结果表明:涂层晶体相主要由γ-(Fe,Ni)、Ni_3Fe、CrB、Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、Fe_3B和WC等组成。涂层在沉积过程中形成了典型的层状结构,致密性优良,以机械结合为主;喷涂涂层的结合强度为40.85 MPa,重熔后的涂层结合强度为53.25 MPa;喷涂涂层的平均硬度为1 081HV,重熔后涂层硬度达到1143HV;在冲蚀角度为45°,冲蚀速度为200 m/s及温度600℃,重熔涂层耐冲蚀磨损性能最好,喷涂涂层比基体的耐冲蚀磨损能力强;重熔涂层呈现典型的脆性材料冲蚀磨损行为。涂层中与基体结合牢固的CrB、Cr_7C_3、Fe_3B硬质相,具有抵抗磨粒连续切削的功能,其冲蚀机制为氧化膜的剥落与磨粒对基体金属的微切削和犁削。     

热喷涂NiCrFeAl/BN-YSZ 复合涂层摩擦磨损性能研究

采用火焰喷涂和等离子喷涂在钛合金( TC11 ) 上进行复合涂层制备,表征涂层的表面硬度、微观组织形貌 和不同温度下的磨损性能。结果表明：复合涂层室温时表面硬度为54.9 HR15Y,在600 ℃保温不同时间后表面 硬度变化很小,组织稳定,涂层各界面之间结合状态良好。室温时磨损率为0.00067 mm3/ (N·m ) ,600 ℃时磨损 率为0.00268 mm3/ (N·m ) ,磨损机制也从磨粒磨损向黏着磨损机制转变,并以黏着磨损为主,且伴随着部分的氧 化磨损、塑形变形以及磨粒磨损。     

40Cr钢表面高焓等离子喷涂Cr_2O_3涂层的性能

采用SQC-100高焓等离子喷涂设备在启闭机活塞杆用40Cr钢表面制备Cr_2O_3涂层。对Cr_2O_3涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗磨损性能、电化学性能等进行分析与测试,并分析Cr_2O_3涂层的磨损机理。结果表明:高焓等离子喷涂获得的Cr_2O_3涂层孔隙率为0.81%,平均显微硬度(HV0.2)达1 310.3,结合强度均值为60.6 MPa。摩擦磨损实验表明,Cr_2O_3涂层的质量损失仅为0.001 3 g,基体材料40Cr钢的质量损失为0.101 8 g,涂层的抗摩擦磨损性能为基体材料的78倍,涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。同时,Cr_2O_3涂层的抗电化学腐蚀能力优于基体材料。利用高焓等离子喷涂制备Cr_2O_3涂层具有优良好的应用前景。     

AZ91D镁合金喷涂WC/Al2O3复合金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在AZ91D镁合金上喷涂WC/Al₂O₃复合金属陶瓷涂层,利用XRD衍射仪、SEM扫描电镜、涂层测厚仪、涂层粘结强度测试仪等设备测试涂层的表面结构、涂层厚度以及涂层与基体之间的结合强度,并通过涂层磨损测试仪测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明：涂层厚度控制在0.8～1.0 mm,结合强度约为35 MPa时最适宜;XRD的测试表明涂层主晶相为WC相和Al₂O₃相;SEM的分析表明涂层有稳定的层状结构,孔隙率较低;喷涂温度控制为400℃,涂层可获得较优异的耐磨损性能(磨损率13.9×10^-3mm³/(N·m));当摩擦磨损实验机的实验载荷为5 N,实验时间为2 h时,涂层的摩擦因数稳定在0.272,磨损量为0.003 5 g,磨损机理为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的耐磨性研究

采用MF-K1000和JP-8000设备制备WC-10Co-4Cr涂层，同时对涂层硬度、结合强度、磨粒磨损耐磨性、球块干磨耐磨性等性能进行对比研究，研究结果表明通过适配枪管尺寸、氧-燃油比例等工艺参数，采用不同的喷涂设备依旧可获得性能接近的涂层。     

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

硅灰石纤维与二硫化钼填充改性聚四氟乙烯复合材料的性能研究

通过粉末冶金方法制备了硅灰石纤维(WF)与二硫化钼(Mo S2)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了WF含量对WF-Mo S2/PTFE复合材料的拉伸、硬度与摩擦磨损性能的影响,并用扫描电镜对复合材料的摩擦面进行了分析。结果表明:添加WF和Mo S2后,复合材料的硬度提高;断裂伸长率相比于纯PTFE平均降低70%;WF质量分数超过7%后,复合材料的抗拉强度逐渐降低。加入WF后,复合材料的摩擦因数迅速提高,同时磨损进一步降低。通过扫描电镜分析发现,WF在摩擦面上优先承受载荷,减少基体PTFE与对偶面的摩擦,进而降低磨损量;Mo S2颗粒在摩擦过程中容易磨损,其碎屑在摩擦面起到润滑作用。Mo S2的质量分数为18%,WF质量分数为7%时,WF-Mo S2/PTFE复合材料的磨损量较低,同时摩擦因数也较小。     

Effect of artificial tribological layer on sliding wear behavior of H13 steel

An artificial tribological layer was formed on the worn surface during sliding, through supplying MoS2 , Fe2 O 3 or their equiponderant mixtures onto the sliding interface of H13/GCr15 steels.The effect of this tribological layer on the wear behavior of H13 steel was studied.The worn surfaces and subsurfaces of H13 steel were thoroughly characterized by using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS); the wear mechanisms were explored.The research results demonstrated that tribological layer did not exist during sliding of H13 steel with no additive, but it formed with the addition of MoS2 , Fe2 O 3 or their equiponderant mix-tures.When there was no tribological layer, the wear rate rapidly increased with an increase of the load.In this case, adhesive and abrasive wear prevailed.As the additives were supplied, the artificial tribological layer was observed to be immediately formed and stably existed on worn surfaces.This tribological layer presented an obvious protective function from wear and friction.Hence, the wear rate and friction coefficient were significantly decreased.MoS2 as tribological layer seemed to present more obvious protective function than Fe2 O 3 .By supplying their mixture, the artificial tribological layer possessed not only the load-carrying capacity of Fe2 O 3 , but also the lubricative capacity of MoS2 .These two simultaneous capacities could improve the friction and wear properties of H13 steel further.     

MoS_2对铝基材料摩擦磨损性能的影响

以Al,Fe,Zn等金属粉末和Si粉为原料,采用热压法制备MoS_2含量(质量分数)分别为0和3%的铝基复合材料,在滑动速度为0.377~1.131 m/s以及载荷为4~10 N的条件下进行摩擦试验,研究MoS_2对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在0.377 m/s的滑动速度下,3%MoS_2/铝基复合材料在10 N载荷下具有较低的平均摩擦因数0.4,比不含MoS_2材料的摩擦因数降低近一半;在0.755 m/s的滑动速度下,2种材料的摩擦因数和磨损率接近;在1.131 m/s的滑动速度下,载荷7~10 N时2种材料都严重磨损,3%MoS_2/铝基材料具有相对较低的磨损率,磨损机理为熔化磨损,未添加MoS_2材料的磨损机理为严重塑性变形磨损。添加3%MoS_2可显著改善铝基材料的摩擦磨损性能。     

激光熔覆/离子渗硫复合改性层的表征与减摩行为

采用激光熔覆和离子渗硫复合处理在Ni基金属陶瓷涂层表面原位合成微纳米硫化物固体润滑薄膜,得到复合改性层。采用XRD、XPS、SEM、AFM、EPMA等方法对复合改性层进行了表征,在摩擦磨损实验机上研究了复合改性层干摩擦条件的摩擦磨损性能。结果表明,Ni基金属陶瓷涂层主要由γ-(Fe,Ni)、Cr2Ni3、Ni17W3、Fe0.64Ni0.36、WC、Cr7C3和CrSi2组成,显微硬度在550~625 HV0.2。渗硫层是一个3~4μm的灰黑色带状层,与基体之间无明显过渡,表面疏松而多孔,由微纳米级的尖岛状颗粒堆砌而成;渗硫层主要由单质Fe、Ni,FeS、FeS2、NiS等硫化物,Fe、Cr的氧化物组成。摩擦磨损实验结果表明,与Ni基金属陶瓷涂层相比,复合改性层的摩擦系数和磨损量都显著降低。     

Y7飞机铁基刹车材料的研制

本文依据各种组元对摩擦材料摩擦磨损性能的不同影响,通过对加入Cu、Ni、Mn、Mo、C基体组元;MoS₂、BaSo₄、Sn、Pb润滑组元;SiC、Al₂O₃、SiO₂摩擦组元材料的摩擦摩损性能、抗卡滞性能等方面的研究试验,研制成功Y7铁基刹车材料。经地面模拟试验、飞行试验和长时间的航线使用证明,该材料摩擦摩损性能优良,比原用钢基摩擦材料使用寿命提高3倍以上。     

铁基Cr3C2复合涂层的组织及性能研究

利用空气燃料超音速火焰喷涂技术(HVAF)在D2钢表面制得Cr3C2-FeCrBSi复合涂层.借用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机及摩擦磨损试验机对复合涂层的显微结构、力学性能及摩擦磨损性能进行表征与测试,研究了不同比例纳米-微米Cr3C2陶瓷增强相对复合涂层组织结构及性能的影响.试验结果...     

不同加载条件对聚甲醛复合材料的摩擦学性能影响

用摩擦磨损试验对转矩流变仪-模压成型方法制备的Ekonol/POM和Ekonol/G/MoS2/POM复合材料在不同加载条件下的摩擦学性能进行了研究.结果表明:在标准加载条件下,POM及其复合材料的摩擦系数和磨损量都是随着Ekonol含量的增加而呈现先下降后上升的趋势;在特殊加载条件下,随着载荷的增加,POM及其复合材料的摩擦系数呈先增大后减小趋势,而材料的磨损量则随着载荷的增加而增大,经测定得出的ZOGM20的极限PV值比POM提高14.5%.     

Al2O3含量对Ni-W-Al2O3复合镀层性能的影响

采用直流电沉积技术在45#钢基体上制备Ni-W-Al2O3复合镀层,通过显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等研究Al2O3颗粒含量对复合镀层的力学性能及摩擦磨损性能等的影响,并用SEM、XRD对复合镀层的表面断面形貌、物相结构进行分析.结果表明,Ni-W-Al2O3复合镀层为晶态结构,其耐磨性能明显优于Ni-W镀层,且随着Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的摩擦系数呈现出先减小后增大趋势.磨损形式主要表现为粘着磨损与磨粒磨损.复合镀层与基体之间结合牢固,结合力大小约为70~80 N.当Al2O3含量为5 g/L时,复合镀层的综合性能最优.     

NiAl／BN可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

利用大气等离子喷涂技术制备NiAl／BN可磨耗封严涂层,采用可模拟可磨耗封严涂层工况的高速／高温摩擦磨损试验机研究了涂层在650℃下的摩擦磨损性能,探究了涂层磨损机理。结果表明,涂层硬度对NiAl／BN封严涂层与K24镍基高温合金叶片间的摩擦系数、涂层磨损量和磨损机理均有明显影响。摩擦系数随涂层硬度增大而增大;涂层磨损量随硬度增大而减小;当硬度为35HR15y和45HR15y时,涂层磨损机理为切削、涂抹、摩擦氧化,当硬度为55HR15y时,涂层磨损机理为涂抹和摩擦氧化。