汽轮机部件渗硼层耐固体颗粒冲蚀性能研究

为研究不同状态下固体颗粒对渗硼层性能的影响,改善汽轮机部件耐固体颗粒的冲蚀性能,采用固体渗硼技术制备渗硼层,研究了不同温度、颗粒速度、冲击角度下渗硼层的磨损率,分析温度、固体颗粒速度、粒子冲击角度对渗硼层抗冲蚀性能的影响.结果表明渗硼层在高温状态下均呈现出脆性材料的抗固体颗粒冲蚀特性,磨损率随冲击角度的增大而增大.对于高参数汽轮机喷嘴压力面常见的粒子小角度冲蚀时,渗硼涂层可以使叶片抗磨损能力提高30～60倍,在大冲蚀角度下其抗冲蚀能力也能提高3～6倍.     

掺N对CrC涂层轴承性能特性的影响

为提高碳膜的抗疲劳性能,采用N掺杂对其进行改性。应用磁控溅射技术,在滚动轴承零件接触表面制备出CrC涂层和N掺杂CrC涂层,测试及分析2种涂层轴承的速度性能、振动性能、温升性能及可靠性寿命等,研究N掺杂对CrC涂层轴承性能特性的影响。研究结果表明：N掺杂CrC涂层轴承的高速性能和振动性能不如CrC涂层轴承,但N掺杂CrC涂层提高了涂层滚动轴承的抗疲劳性能和可靠性寿命;与CrC涂层相比,N掺杂CrC涂层不适合用于高速、重载工况下的滚动轴承。     

掺N对CrC涂层轴承寿命可靠性的影响

为提高碳膜的抗疲劳性能,采用N掺杂对其进行改性。应用磁控溅射技术,在滚动轴承零件接触表面制备出CrC涂层和N掺杂CrC涂层,测试及分析2种涂层轴承的速度性能、振动性能、温升性能及可靠性寿命等,研究N掺杂对CrC涂层轴承性能特性的影响。研究结果表明:N掺杂CrC涂层轴承的高速性能和振动性能不如CrC涂层轴承,但N掺杂CrC涂层提高了涂层滚动轴承的抗疲劳性能和可靠性寿命;与CrC涂层相比,N掺杂CrC涂层不适合用于高速、重载工况下的滚动轴承。     

冷喷涂工艺的进展及应用现状

冷喷涂是近几年来发展起来的新型表面涂层技术。由于冷喷涂技术是在较低的温度下进行的,与其他方法制备的涂层相比具有很多的优势。本文介绍了冷喷涂技术的喷涂原理;系统阐述了冷喷涂工艺参数（如气体的压力、温度,喷射距离,基体温度等）对涂层质量的影响,这些工艺参数主要是通过影响颗粒的速度来实现对涂层性能的影响;分析了不同的工艺参数对涂层的沉积效率、孔隙率、显微硬度、结合强度、耐磨性以及抗腐蚀性等性能的影响;并对冷喷涂技术的国内外应用现状进行了总结和展望。     

爆炸喷涂WC/12%Co涂层的干滑动磨损研究

主要研究了爆炸喷涂WC/12%Co陶瓷涂层与浸树脂石墨在干滑动摩擦条件下的磨损性能,并分析了其磨损机理。实验结果表明:在干滑动摩擦条件下,WC/12%Co涂层磨损率随载荷和速度的增大而增大,当载荷超过40 N时,出现磨损突变现象;同时发现,陶瓷材料磨损率随摩擦时间呈先减小后增大的趋势。其主要的磨损机理为粘着磨损和脆性断裂。     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

喷涂功率对NiCr-Cr3C2涂层表面自由能及其摩擦性能的影响

利用超音速等离子喷涂技术制备了不同喷涂功率条件下的NiCr-Cr3C2涂层,结合表面自由能理论研究了其表面摩擦学性能。利用Owens-Wendt几何平均法计算了涂层的表面自由能及其分量。对比发现,涂层孔隙率、显微硬度和摩擦因数均随着喷涂功率的变化而变化,且其变化趋势与极性分量均表现出一定的相似性。分析表明,受喷涂功率的影响,喷涂粒子的温度和速度对涂层表面分子间作用力产生影响,从而间接改变了涂层表面的自由能,并且自由能及其分量的改变,会直接影响NiCr-Cr3C2涂层表面的摩擦学特性。     

动车组表面聚氨酯涂层冲蚀性能分析

采用气流喷砂式冲蚀实验机,对动车组聚氨酯涂层进行冲蚀性能研究。利用扫描电子显微镜及表面轮廓测量仪,检测了聚氨酯涂层的表面冲蚀形貌及冲蚀磨损,比较分析了粒子速度、入射角度对聚氨酯涂层冲蚀磨损率及冲蚀形貌的影响规律。研究发现:聚氨酯涂层冲蚀磨损机制为低角度冲蚀时微切削机制起主导作用,高角度冲蚀时脆性破碎机制起主导作用;冲蚀参数对涂层的冲蚀磨损率影响规律为:随粒子速度呈现指数增长(指数为2.27),随入射角度先增后减规律(峰值在30°入射时)。     

超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层结构和性能的影响

采用正交试验设计方法研究了超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层孔隙率、显微硬度和冲蚀磨损性能的影响。结果表明：超音速火焰喷涂的送粉量和喷涂距离对涂层的性能影响较大，而氧气流量和燃气流量对涂层的性能影响较小。涂层的冲蚀磨损失效机制为在磨粒的冲击下，涂层首先产生裂纹，裂纹沿弱结合处扩展最终导致涂层粒子剥落。     

温度对火焰喷涂FEP涂层制备及摩擦学性能的影响

利用火焰喷涂在不同预热温度制备了FEP涂层，评价了环境温度对涂层摩擦学性能的影响，并对涂层进行了XRD、SEM等分析。结果表明：FEP涂层的最佳预热温度为270℃，此时涂层与基材的结合面上缺陷很少。FEP粉末和涂层中都含有无定形和结晶相，形成涂层后的结晶度有了明显的提高；环境温度在200℃以下时，涂层摩擦因数变化不大；200℃以后摩擦因数迅速增大，且涂层的磨损率随着环境温度的升高而增大；在较高的环境温度下，涂层的磨损呈现出明显的疲劳磨损特征。     

超音速火焰喷涂锡青铜-钢基双金属材料摩擦性能

采用超音速火焰喷涂QWFSn8Zn3粉末制备钢背双金属材料。研究不同润滑介质、不同表面粗糙度和不同摩擦载荷对超音速喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦性能的影响。分析锡青铜涂层的磨损形貌和磨损机制。研究结果表明:抗磨液压油润滑条件下,涂层有最小的摩擦因数0.093,30#润滑油、液体石蜡和固体MoS2润滑下涂层摩擦因数分别为0.099、0.107和0.099;随表面粗糙度减小,喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦因数逐渐减小;随着摩擦载荷的增加,喷涂层摩擦因数逐渐减小;不同润滑介质条件下,涂层存在磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损共同作用的磨损机制。     

颗粒浓度对离心泵性能及磨损影响的研究

为研究颗粒浓度对离心泵性能及磨损的影响规律,采用CFD-DEM(Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method)对离心泵内部固液两相流进行数值计算.通过监测过流部件的磨损率和颗粒的运动,分析了不同颗粒浓度时叶片的磨损率、颗粒的平均速度、颗粒与壁面的接触次数和接触...     

等离子喷涂粒子的直径对冲击速度以及涂层构建的影响

采用数值计算和SEM分析的方法,研究了等离子喷涂粒子直径对其冲击速度以及涂层构建的影响.采用纳米氧化铝(粉末直径d≈20m)悬浮液大气等离子喷涂技术(SPS)制备了有纳米结构的涂层.结果表明.粒子的密度对其在等离子喷涂流场中的速度影响不太明显,粒子直径对冲击速度以及涂屡构建有明显影响,流场中的粒子直径的减小,粒子越难克服流场边界的阻力,冲击变形越小;可增大涂层中有纳来结构的比例,获得精细的涂层结构,涂层表面粗糙度下降.粒子直径＜45mm,将不能克服流场边界的阻力,不能沉积到基材表层,沉积效率下降.获得精细纳米氧化铝涂层最佳的流场中的粒子的直径为300～500mm.     

冷喷涂Ni-cBN防钛火涂层及其摩擦磨损性能

采用低压冷喷涂工艺在钛合金表面制备了Ni-cBN防钛火和耐磨涂层,分析了cBN颗粒尺寸、原始粉末配比、喷涂气体温度对涂层沉积特性、涂层微观组织及cBN含量的影响;通过对冷喷涂制备的Ni-cBN涂层分别进行600、650和750℃的后续热处理,研究了涂层与钛合金基体的相容性及其对涂层结合性能的影响;通过微摩擦磨损分析了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,涂层内的cBN颗粒主要分布于镍粒子边界处,较大尺寸的cBN(W14)在涂层中分布更为均匀,涂层结合强度82MPa;经过600℃以上热处理后,涂层/基体界面处出现Ti-Ni金属间化合物,涂层结合强度有一定降低;后续热处理可有效减少涂层的磨损量。     

含h-BN 的钛合金激光熔覆自润滑耐磨涂层的摩擦学行为

为提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在钛合金表面制备以TiC、TiB2、CrB等为增强相、γ-Ni基固溶体为增韧相、h-BN为固体润滑相的自润滑耐磨复合涂层;分别在不同载荷下测试复合涂层和Ti6Al4V合金基体的干滑动磨损性能。结果表明,该复合涂层的摩擦因数及磨损率随着载荷的增大呈现先减小后略增大的趋势,并且摩擦因数和磨损率均比Ti6Al4V合金基体显著降低;在中等载荷下,复合涂层中的润滑颗粒被挤出磨损表面形成润滑膜,因而具有较好的自润滑耐磨性能,磨损后表面光滑平整。     

微滑动条件下PS304涂层与Si_3N_4配副的摩擦学性能研究

利用大气等离子喷涂在不锈钢表面制备PS304高温自润滑涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征涂层的组成和结构;采用SRV微动摩擦磨损实验机研究PS304涂层和Si3N4摩擦副从室温到800℃的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察涂层和对偶球的磨损形貌,并分析涂层在室温和600℃的摩擦磨损机制。结果表明,常温下,涂层的摩擦因数和磨损率均较高,磨损表面伴随脆性断裂迹象,主要表现为磨粒磨损机制。在600℃下,涂层表现最低的摩擦因数和最小磨损率,其表面形成润滑膜并发生一定的塑性变形,磨损机制主要为黏着磨损。     

喷涂法制备PTFE基减摩耐磨涂层工艺参数的优化

以环氧树脂为黏结剂,聚四氟乙烯(PTFE)为固体润滑剂,MoS_2为填料,采用空气喷涂法在GCr15钢基体上制备PTFE基减摩耐磨涂层,利用往复式摩擦磨损试验机测试了涂层的摩擦磨损性能,并采用正交试验法对固化温度、固化时间、喷枪压力等喷涂工艺参数进行了优化。结果表明:影响PTFE基减摩耐磨涂层摩擦学性能的喷涂工艺参数的主次顺序为喷枪压力、固化时间、固化温度;当固化温度为120℃、固化时间为60 min、喷枪压力为0.3 MPa时,涂层的平均摩擦因数为0.106,磨损体积为0.001 5mm~3,此时摩擦学性能最优。     

电爆炸喷涂技术用于提高炮管的抗烧蚀性分析

为进一步提高火炮身管内膛的抗烧蚀性能,对火炮身管内膛表面改性涂层应具备的特性进行了分析,利用电爆炸喷涂技术制备了涂层,并将其与电镀铬镀层进行了性能对比试验。试验结果表明,利用电爆炸喷涂技术可制备出抗烧蚀性能显著优于镀铬层的涂层。在今后延长火炮身管抗烧蚀寿命研究过程中,运用电爆炸喷涂技术是制备高品质涂层的一种有效方法。     

表面爆炸喷涂WC涂层对GCr15轴承钢抗疲劳性能的影响

采用爆炸喷涂技术在GCr15轴承钢表面制备一层WC涂层,通过疲劳试验研究了爆炸喷涂后轴承钢的抗疲劳性能,并与未喷涂轴承钢进行对比。结果表明:爆炸喷涂后GCr15轴承钢的疲劳寿命缩短、抗疲劳性能降低;未喷涂轴承钢的疲劳裂纹源为其表面因机械加工产生的微小划痕、非金属夹杂物以及晶体滑移带,爆炸喷涂后轴承钢的疲劳裂纹源为WC涂层中的孔状缺陷和界面附近轴承钢中的非金属夹杂物。     

气固两相流对不同钢板磨损率的试验研究

在气固两相流磨损试验台上试验研究了气固两相流对 3种材质钢板的磨损率 ,并对不同冲击速度和不同冲击角下的磨损率进行了对比。试验结果表明 :在同样条件下钢板磨损率由小到大依次为 1 2Cr1MoV ,1 6Mn ,Q2 35 ;磨损率与气固两相流冲击速度的 2 .2 5次方成正比 ;最大磨损角1 2Cr1MoV钢板为 2 0 ,1 6Mn钢板为 2 5 ,Q2 35钢板约为 30 。