电弧喷涂NiAl涂层摩擦磨损性能研究

利用双丝电弧喷涂技术在6061 -T6铝合金基底上制备了NiAl-95/05和NiAl-80/20两种不同成分的镍铝涂层.采用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行对比分析,并采用滑动摩擦和滑动磨损试验方法,研究了两种涂层的滑动摩擦磨损性能.结果表明,两种涂层均与基体结合紧密,无裂纹;NiAl-95/05涂层中的主相为(Ni)固溶体,而NiAl-80/20涂层中主要组成相为Ni3Al和NiAl; NiAl-95/05涂层和NiAl-80/20涂层显微硬度的平均值分别为219 HV和312 HV.摩擦磨损试验结果表明,在干态和水润湿条件下,NiAl-80/20涂层的滑动摩擦系数较大;而在油润湿条件下,两种涂层的滑动摩擦系数基本相等;显微硬度和滑动摩擦系数共同决定了涂层的滑动磨损性能,NiAl-80/20涂层的滑动磨损性能明显优于NiAl-95/05涂层.     

高速电弧喷涂复合材料涂层工艺优化与性能研究

采用FeCrNi粉芯丝材利用正交回归试验研究了高速电弧喷涂工艺参数对FeCrNi/Al2O3涂层的力学性能影响规律，并优化工艺参数。结果表明，和其它工艺参数相比，喷涂距离对涂层的结合强度、硬质相沉积效率、显微硬度有显著影响，喷涂距离与喷涂压力的交互作用对显微硬度有较明显的影响。当喷涂电流为100A，喷涂压力为0．65MPa，喷涂距离为250mm时，FeCrNi粉芯丝材涂层的结合强度仍高达31．2MPa。     

自结合层材料在热喷涂中的应用与比较

介绍了3种具有自结合特性的金属喷涂丝材，它们作为结合底层材料，制备的涂层可以大幅度提高工作涂层与基体的结合强度。通过对比，认为F—75(Ni/Al)合金合金丝在3种丝材中喷涂成本低，结合强度高，可以作为提高涂层与基体结合强度的首选材料。     

火焰喷涂和等离子喷涂FeCrBSi涂层及其防滑和耐磨性能研究

目的采用大气等离子喷涂(APS)和火焰喷涂(FS)在304不锈钢基体上制备FeCrBSi涂层,并对比研究两种工艺制备涂层的防滑和耐磨性能。方法通过光学显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的显微形貌和结构进行分析,通过维氏硬度计测试涂层的显微硬度。采用摩擦磨损试验机和三维光学显微镜,测量涂层在干摩擦条件下的摩擦系数和磨损量。结果两种喷涂方法制备的涂层多孔,在喷涂过程中极少发生氧化。与火焰喷涂涂层(749HV0.1)相比,大气等离子喷涂涂层(837HV0.1)具有更高的维氏硬度值。在摩擦试验中,火焰喷涂涂层的磨损率为(38.63±2.37)×10~(-6)m~3/(N·m),而大气等离子喷涂涂层的磨损率为(9.5±0.49)×10~(-6)m~3/(N·m),但两种涂层的摩擦系数区别较小,在频率2 Hz、载荷10 N的条件下的摩擦系数为0.6~0.7。结论两种涂层的磨损机制均为疲劳磨损,喷涂态FeCrBSi涂层具有较好的防滑耐磨性能,且大气等离子喷涂涂层性能优于火焰喷涂涂层。     

火焰喷涂自润滑涂层结合强度研究

选用镍包石墨粉末,采用氧-乙炔焰喷涂技术制备镍包石墨自润滑涂层.通过正交试验优化设计方案,采用拉伸试验测定涂层的结合强度,找出了涂层结合强度较好时的最佳喷涂工艺参数:氧气压力0.5MPa、空气压力0.4MPa、乙炔气压力0.1 MPa、喷涂距离100mm.在该参数下火焰喷涂自润滑涂层结合强度为6.3MPa,符合自润滑涂层结合强度的要求.     

不同加工状态钛铌丝对其铆钉组织和性能的影响

研究了加工态丝材和退火态丝材所加工的Ti45Nb合金铆钉的组织及性能。冷拉拔加工态钛铌丝材抗拉强度为680 MPa,剪切强度为390 MPa,且塑性良好,延伸率A为20%,断面收缩率Z为80%,具有良好加工性能。加工态丝材经退火后,组织实现完全再结晶,抗拉强度降低至550 MPa,塑性有所提高,延伸率A达到30%。两种状态丝材经冷镦加工成铆钉后,与丝材相比,剪切强度均增高,这与冷镦加工造成加工硬化有关;而对铆钉进行退火后,剪切强度均降低,且加工态丝材镦制的铆钉的剪切性能一致性优于退火态丝材镦制的铆钉。     

激光重熔对冷喷涂镍铝青铜涂层组织性能的影响

采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金表面制备了镍铝青铜涂层,并对涂层进行激光重熔处理。使用SEM、OM、EDS、XRD、显微硬度测试仪,多功能表面性能测试仪、电化学工作站、磁致伸缩空泡腐蚀试验机分析了涂层的组织形貌、显微硬度、摩擦学性能、耐腐蚀性能以及抗空泡腐蚀性能。结果表明:激光重熔后涂层变得致密,结合方式转变为冶金结合;涂层平均显微硬度提高到354.4 HV0.2;激光重熔态涂层的自腐蚀电位Ecorr比基体提高了9.2%,比冷喷涂态涂层提高了18.2%,耐腐蚀性能优于基体和冷喷涂态涂层;激光重熔态涂层摩擦系数0.141,低于基体和冷喷涂态涂层,减磨性能提高;经过12 h空泡腐蚀后,激光重熔态涂层比铸态镍铝青铜基体的质量损失减少了约46.0%。     

电弧喷涂新型底层材料-Ni-Al合金的研究

利用镍铝二元相图分析了铝含量对制备镍铝合金丝的影响,通过Ｘ射线衍射结果研究了合金丝材及电弧喷涂镍铝合金涂层的相结构,测定了涂层与基体的结合强度,用线扫描测出了涂层与基体间元素的扩散,分析了涂层与基体间造成较高结合强度及形成扩散的原因。     

镍铝材料状态对火焰喷涂层组织结构和性能的影响

针对煤矿机械液压支柱热喷涂修复中涂层结合强度低的实际,研究了在27SiMn钢基体上火焰喷涂新研制的镍铝合金丝制备镍铝涂层,并与火焰喷涂镍包铝粉末、镍铝复合丝制备的镍铝涂层在组织结构、表面形貌、结合强度等方面进行了比较分析.结果表明,镍铝合金丝制备的涂层与基体之间主要为冶金结合,结合强度比镍包铝粉末涂层提高46.8％,比镍铝复合丝涂层提高8％,涂层组织结构致密,气孔率低、质杂少.     

电弧喷涂新型底层材料-Ni-Al合金的研究

利用镍铝三元相图分析了铝含量对制备镍铝合金丝的含量,通过ｘ射线衍射结果研究了合金丝材及电弧喷涂镍铝合金涂怪的相结构,测定了涂层与基体的结合强度,用线扫描测出涂层与基体间元素的扩散,分析了涂层与基本间造成高结合强度及形成扩散的原因。     

铝合金表面电弧喷涂Ag基涂层及其低温钎焊行为

在波导器件中,铝合金壳体较差的润湿性制约了其与微带电路板之间大面积、可靠低温钎焊连接. 通过电弧喷涂技术在5A06铝合金表面制备了厚度约为80 μm的Ag-15%Ni(质量分数)单一涂层和Ni-5%Al/Ag-15%Ni(质量分数)复合涂层,以提升Sn-Pb钎料在其表面的润湿性. 对比研究了两种涂层的显微结构、涂层界面结合性能、低温钎焊行为及钎焊接头剪切失效机制. 结果表明,涂层与铝合金基板间形成了良好的界面结合,并且两种涂层均具有较好的低温焊接性. 其中,Ag-15%Ni单一涂层与铝合金基板的结合强度为40 MPa,喷涂后铝合金基板与T2紫铜形成的钎焊接头抗剪强度为26 MPa. 相较而言,Ni-5%Al /Ag-15%Ni复合涂层展现出更佳的涂层结合强度(42 MPa)和钎焊接头抗剪强度(31 MPa).     

NiCrBSi-Mo与QSn-Ni/C涂层摩擦副摩擦磨损性能研究*

采用超音速等离子喷涂制备了NiCrBSiMo和QSn-Ni／C涂层，测试了这种摩擦副涂层的常规性能与摩擦磨损性能。结果表明，所获得的涂层孔隙率低，分别为0．82％（NiCrBSi-Mo涂层）、0．76％（QSn-Ni／C涂层），结合强度高，分别为62.2MPa、28．9MPa，两种涂层摩擦副摩擦因数（0．0043）仅为块体材料18Cr2Ni4WA与ZQPb30摩擦副（0．0093）的1／2，相应磨损量（1．1mg／h）也仪为块体材料磨损量（15．6mg／h）的1／15，显示出涂层摩擦副优异的减摩耐磨性能。     

爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

超音速等离子喷涂工艺参数对AlSi20%Al/Ni涂层结合强度的影响

为使AlSi-20%Al/Ni超音速等离子喷涂涂层获得优良的结合性能,采用正交实验法研究了喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流等喷涂工艺参数对结合强度的影响。利用X射线衍射、扫描电镜等手段对涂层的相组成和断口形貌进行分析,利用WDW-E100D微机控制式万能拉伸试验机对涂层结合强度进行测试。结果表明:涂层由AlSi和AlNi两相组成,影响AlSi-20%Al/Ni涂层结合强度工艺参数的主次顺序为喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流,优化后的工艺参数为主气流量3.2m3/h,喷涂电流为380A,喷涂电压为130V,喷涂距离为90mm,在此参数下制备的涂层组织致密,其结合强度为65.5MPa。     

镁合金表面超声微弧氧化载氟生物涂层耐磨性和耐蚀性

目的提高医用镁合金微弧氧化涂层的耐蚀性、耐磨性,并赋予涂层抗菌性和生物活性。方法镁合金表面采用超声微弧氧化技术,在镀液中加入0.4、1.4、2.4、3.4 g/L的Na F,制备载氟生物涂层。通过SEM观察载氟对涂层表面形貌的影响,分析涂层的主要元素变化,进行了涂层厚度、孔隙率、拉伸强度的测定,并进行了摩擦磨损实验、电化学腐蚀实验、覆膜抗菌实验,评价了不同载氟生物涂层的结合性能、耐磨性能、耐蚀性和抗菌性。结果适量载氟生物涂层表面分布了均匀的孔隙。随着NaF浓度的增加,涂层中氟元素的含量升高,涂层厚度也随之增加,且涂层的结合强度提高了3.5~10.0 MPa。氟元素可促进涂层表面氧化物反应膜的形成,有利于减轻粘着磨损,使摩擦系数降低了0.17~0.35。载氟涂层的自腐蚀电位提高了95~170 m V,而自腐蚀电流降低约两个数量级,涂层抗菌率为61%~76%。结论超声微弧氧化镀液中添加Na F,提高了涂层结合强度、耐磨性、耐腐蚀性,涂层具有一定的抗菌性,实现了生物涂层的多功能性。     

等离子喷涂法制备铁基硬质涂层的力学性能

为了在碳钢表面制备耐磨涂层,使涂层与基体的膨胀系数相近,减少涂层应力,将80％ Fe,13％P,7％C(质量分数,％)机械混合粉末进行等离子喷涂,制备铁基耐磨涂层.采用粘结剂对偶试样拉伸试验法测定涂层结合强度,采用表面显微硬度法分析涂层硬度,采用MMW-2型(高温)摩擦磨损试验机以40Cr硬质合金为对磨材料对涂层进行耐磨性试验.结果表明,涂层的结合强度平均值为29.16 MPa,显微硬度的平均值为7.889 MPa,高于陶瓷涂层硬度值,涂层的耐磨性能较好,磨损200 min后,涂层的磨损量在36 mg左右,磨损量约为对磨件的1/13,涂层磨损主要为磨粒磨损机制.     

铝基厚梯度热障涂层制备工艺及性能研究

采用单一等离子喷涂法和超音速火焰喷涂与等离子喷涂复合喷涂法在铝质LY12基体上制蔷了总厚度分别为0.6mm、10mm和2．0mm的梯度热障涂层，并对基体界面处的涂层显微结构特征进行了金相组织和扫描电镜(SEM)观察，试验结果表明，采用复合喷涂法制备的2mm厚梯度热障涂层其抗拉强度得到显著提高．达到36MPa．其主要原因是采甩JP5000喷涂粘结底层很好的改善了铝基体与游层之间的界面结合强度。基体界面结合强度高低与两者的紧密接触程度有关。     

微粒轰击Fe基非晶电弧喷涂层性能强化

为了减小热喷涂层残余应力对涂层质量的不利影响,采用喷丸(砂)微粒轰击与高速电弧喷涂相互循环交替的工艺制备了Fe基非晶涂层,使涂层残余拉应力变为残余压应力,喷丸(砂)强化涂层表面残余应力由未处理涂层表面残余拉应力277 MPa分别变为残余压应力-177 MPa(-91 MPa)。利用电子扫描显微镜、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等分别对涂层的微观形貌、力学性能和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明:经过微粒轰击后的涂层表面致密平整,组织结构密实,喷丸(砂)强化涂层的孔隙率仅为1.0%(1.5%),结合强度可达44.6 MPa(56.4 MPa),经过微粒轰击后涂层硬度、弹性模量及摩擦磨损性能都有所提升。喷丸强化涂层局部过度的轰击会使涂层结合强度及摩擦磨损性能略有下降。