高速火焰喷涂Fe-Al／SiC复合涂层组织与性能

利用高速火焰喷涂技术制备出Fe-Al/SiC复合涂层,采用扫描电镜、透射电镜、金相显微镜、能谱和X射线衍射仪对涂层的组织成分和相组成进行观察分析.研究表明,Fe-Al/SiC复合涂层基体为Fe-Al相(Fe3Al、FeAl),SiC硬质相分布于涂层之中,过渡相FeSi的存在使SiC硬质相与基体结合良好.整个涂层组织致密,呈现典型层状特征,涂层与基体结合良好,具有较高的结合强度和显微硬度,孔隙率低,抗热震性能优异.     

高速火焰喷涂Fe—Al／SiC复合涂层的冲蚀性能研究

采用高速火焰喷涂方法,制备出Fe-Al/SiC复合涂层,对涂层的抗冲蚀特性进行研究,利用扫描电镜,对冲蚀后涂层表面形貌进行分析.结果表明,复合涂层随温度的升高,其冲蚀特性由脆性冲蚀逐渐转变为塑性冲蚀;冲蚀角度对涂层的耐冲蚀性能有较大影响,45°时涂层的抗冲蚀能力优于90°;45°时涂层损失主要以刮削为主,90°时涂层损失主要以凿削为主.     

H13表面TiAlN/CrAlN复合涂层的摩擦磨损性能研究

采用真空电弧离子镀工艺在H13钢表面制备Ti Al N/Cr Al N复合涂层,利用划痕试验仪、盘式摩擦磨损试验机、金相显微镜和努氏硬度计分析Ti Al N/Cr Al N膜层的结合力和摩擦学性能,金相组织形貌和试样表面的显微硬度。结果表明,Ti Al N/Cr Al N复合薄膜表面组织分布均匀,结合致密,涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,Ti Al N复合涂层的摩擦性能优于H13基体和Cr Al N复合涂层的摩擦性能,Ti Al N/Cr Al N复合涂层的结合力分别为35 N和24 N,沉积有Ti Al N涂层试样表面摩擦系数最小,减摩效果最好,耐磨性能优越,并能有效地抵抗摩擦磨损。     

火焰喷涂尼龙1010/石墨复合涂层摩擦、磨损性能的研究

借助Amsler 2000磨损试验机等,对火焰喷涂尼龙1010／石墨复合涂层的摩擦磨损性能进行了研究结果表明：该复合涂层较纯尼龙涂层具有更加优异的耐磨、减摩性能,在1．2ms-1,1 200N时,与45钢的摩擦因数小于0．05lh内磨损量低于1．2mg。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层抗高温腐蚀性能研究

利用高速火焰喷涂方法,选用自主研发的Fe-Al/Cr3C2喷涂粉材,在20钢基体上制备Fe-Al/Cr3C2复合涂层。研究了复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能。采用SEM,XRD,EDS等先进测试手段分析了复合涂层的抗高温腐蚀机理。结果表明：Fe-Al/Cr3C2复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能明显优于基体20钢,并且优于Fe-Al涂层,其腐蚀动力学曲线呈抛物线变化;复合涂层经腐蚀后,内层生成的致密Al2O3及Cr2O3阻止了高温腐蚀的进一步深入。现场应用表明,Fe-Al/Cr3C2复合涂层具有广泛的应用前景。     

爆炸喷涂WC-12Co/MoS_2复合涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高爆炸喷涂WC-12Co涂层的耐磨性,在WC-12Co合金粉末中添加不同比例的MoS2粉末,利用爆炸喷涂技术在Q235钢表面制备了系列WC-12Co/MoS2复合涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对WC-12Co/MoS2复合涂层的微观组织形貌、结构、显微硬度、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,MoS2均匀的分布于复合涂层中,当MoS2含量为2%时,复合涂层的硬度、致密度变化不大,但摩擦系数和磨损率大幅度下降,分别为WC-12Co涂层的50%和36%.随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦系数和磨损率均呈上升趋势.     

载荷和温度对Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的影响

目的研究不同载荷、不同温度下Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性,为不同工况条件下应用该涂层实施抗摩擦磨损治理提供理论依据。方法采用THT07-135高温摩擦磨损试验机对Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性进行测试,载荷分别选用3、5、7 N,温度选择25、300、450、550、600℃,利用配有EDAX能谱仪的扫描电镜观察涂层磨痕表面形貌并进行元素分析,利用透射电镜对涂层的精细结构进行分析。结果同一温度下,涂层的摩擦因数随着载荷的增加而降低,磨损量随着载荷的增加而升高,载荷对磨损量的影响随温度的增加逐渐降低。载荷一定时,涂层的摩擦因数先增加后逐渐降低,450℃时涂层的摩擦因数最高;涂层的磨损量整体呈下降的趋势,450℃时涂层的磨损量最大。温度较低时,涂层磨损主要以脆性断裂的剥层磨损为主;温度升高至450℃,涂层磨损主要是脆性断裂、塑性变形以及少量粘着磨损;550℃以上时,涂层磨损主要是粘着磨损、塑性变形磨损。结论 Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层具有较好的抗高温摩擦磨损性能,氧化物的增加以及铁铝金属间化合物高温时,B3相与D03相之间的转变提高了涂层的抗高温摩擦磨损性能。     

NiCoCrAlYTa/WC-Co复合涂层的制备及摩擦学性能研究

目的 为了改善MCrAlY涂层的耐磨损性能,通过在NiCoCrAlYTa粉末中添加不同比例的硬质相WC-Co粉末（质量分数为25%、50%、75%）,将2种粉末充分地机械混合、振荡均匀后,采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术,制备不同配比的NiCoCrAlYTa/WC-Co复合涂层。方法 利用SEM、XRD、EDS等分析了复合涂层的微观形貌、物相组成和元素分布规律等;研究该复合涂层的力学性能、摩擦学性能以及摩擦磨损机理等。结果 采用HVOF技术制备的Ni CoCrAlYTa/WC-Co复合涂层结构致密,各元素及物相分布均匀;硬质相WC-Co的添加提高了涂层的显微硬度,同时也可显著改善复合涂层的耐磨损性能;复合涂层的摩擦因数随着WC-Co含量的增加逐渐增大,而磨损率逐渐减小。当WC-Co的添加量为75%时,复合涂层的摩擦因数最大,约为0.84;磨损率最小,约为9.28×10^-6 mm³/（N·m）。结论 在金属基涂层中引入硬质相WC-Co可有效提高涂层的硬度,并且提升该涂层的耐磨损性能,为金属基涂层发挥优异的摩擦学性能提供理论基础。     

4Cr13钢基表面SiC/Ta复合涂层的制备及摩擦磨损性能

针对马氏体不锈钢的表面耐磨性不能满足应用需求,且在钢基表面直接制备Si C涂层会产生与基体结合不良的问题,采用双辉等离子表面冶金技术在4Cr13马氏体不锈钢表面制备SiC/Ta复合涂层,对涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和摩擦磨损性能进行研究。结果表明,所制备的SiC/Ta复合涂层厚5~6μm,由SiC、Ta、Ta_2C和TaC相构成。SiC/Ta/基体各层间以扩散连接,与基体结合良好。经双辉等离子表面冶金技术处理后,表面显微硬度由基材的279 HV_(0.2)提高到1 738 HV_(0.2)。4Cr13不锈钢的摩擦学性能也得到明显改善,摩擦因数比基材的平均摩擦因数降低了0.32,磨损率是基材磨损率的4%。     

火焰喷涂经1010／石墨复合涂层摩擦,磨损性能的研究

借助Ａｍｓｌｅｒ２０００磨损试验机等,对火焰喷涂尼龙１０１０／石墨复合涂层的摩擦磨损进行了研究,结果表明：该复合涂层较纯尼龙龙涂层更加优异的耐磨、减摩性能,在１．２ｍｓ＾－１,１２００Ｎ时,与４５钢的摩擦因数小于０．０５,１ｈ内磨损量低于１．２ｍｇ。     

超音速火焰喷涂TiB2-50Ni复合涂层的高温摩擦磨损性能

目的 研究环境温度对Ni质量分数为50%的TiB2-Ni复合涂层摩擦磨损性能的影响。方法 选用“壳核型”Ni包覆TiB2复合粉末,通过超音速火焰喷涂（HVOF）在304不锈钢基材表面制备TiB2-50Ni金属陶瓷复合涂层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了粉末、涂层与摩擦磨损表面的显微结构和物相组成,并研究了TiB2-50Ni涂层和304不锈钢基材的高温摩擦磨损性能。结果 HVOF制备的复合涂层截面呈现明显的层片结构,涂层厚度、孔隙率、显微硬度、表面平均粗糙度及界面平均结合强度分别约300.8 μm、2.3%、766.1HV、2.3 μm及22.6 MPa。高温环境下,304不锈钢基材摩擦系数波动大,且随环境温度升高,其磨损率急剧增加,而TiB2-50Ni涂层的摩擦系数及磨损率波动较小。当环境温度达600 ℃时,涂层磨损率为(2.73±0.01)×10–5 mm3/(N?m),约为304不锈钢基材磨损率（(11.07±0.01)×10–5 mm3/(N?m)）的1/4。高温环境下,TiB2-50Ni涂层的磨损机理是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。结论 HVOF所制备TiB2-50Ni复合涂层受摩擦环境温度影响较小,具有优异的耐高温摩擦磨损性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的组织与性能

采用Fe-Al/Cr3C2粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)原位合成了铁铝金属间化合物涂层,并研究了涂层的显微组织与性能.结果表明,高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2涂层中生成了多种物相,主要是Fe3Al和FeAl相,同时还包括Fe3C硬质点相及FeO*Al2O3和Cr2O3氧化物相等.涂层具有很高的热震结合强度及相对基体较高的显微硬度,密度和孔隙率较低.     

煤油流量对HVOF喷涂FeCrMoSi-Ti3SiC2涂层高温摩擦磨损性能的影响

目的 提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法 使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti3SiC2复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti3SiC2粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800 ℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果 粉末物相主要由Ti3SiC2、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti3SiC2物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti3SiC2物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44 ´ 10^-15 m³/(N.m)。结论 煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO2、TiO2和Fe2O3等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2涂层摩擦磨损因素研究

使用球-盘接触式T11磨损试验机以及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂Fe-A1／CrsC2复合涂层进行了滑动摩擦影响因素的研究，并用SEM、TEM、X-Ray等手段观察分析了磨痕的形貌和成分、涂层截面的组织和相结构。结果表明，涂层具有典型的层状结构和较高的结合强度和硬度；摩擦副对涂层的抗摩擦性能影响较小；随着摩擦载荷的增大，涂层的抗摩擦性能下降；随着温度的升高，涂层的抗摩擦性能在550℃以后有所提高。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织结构及其滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al／WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和从室温至650℃的滑动磨损性能。结果表明，涂层的成分为Fe-13．87Al-17．27C-3．35W-2．59Ni-1．27Cr-18．140(％)，主要相是Fe3Al、FeAl和α-Fe，还有少量WC、W2C和A12O3；添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度，从而提高了复合涂层的耐磨性；高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层，降低了复合涂层的摩擦因数，分析认为剥层磨损是复合涂层的主要磨损机理。涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度，能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从而使复合涂层表现出优异的高温耐磨性。高速电弧喷涂技术配-Fe-Al／WC粉芯丝材是一种新型、优质、高效、低成本的耐高温涂层制备技术，具有很大的应用潜力。     

氮化钛 / 氧化钛复相陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

目的研究等离子喷涂Ti N/Ti O复相陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度及干滑动摩擦磨损行为和机理。方法采用等离子喷涂技术,在45#钢表面制备Ti N/Ti O复相陶瓷涂层。分析涂层的相组成,测试涂层的硬度。通过磨损试验研究Ti N/Ti O复相陶瓷涂层的磨损行为,并观察涂层的磨损形貌,测试磨损表面的成分组成,探讨Ti N/Ti O复相陶瓷涂层的磨损机理。结果 Ti N/Ti O复相陶瓷涂层均匀致密,平均厚度为350μm,具有明显的层状结构,孔隙率为4.3%,显微硬度为1444HV0.1。在载荷30~50 N、转速370~1102 r/min的范围内,Ti N/Ti O复相涂层与GCr15对磨的摩擦系数为0.0963~0.2778,磨损量为1.32~6.8 mg。随着载荷的增加,摩擦系数下降;随着载荷和转速的增加,磨损量增加。结论等离子喷涂制备的Ti N/Ti O复相涂层组织致密,显微硬度高,在低速低载荷时表现出较好的耐磨性,但随着载荷和转速的增加,耐磨性降低。涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的冲蚀特性

使用GW／CS-MS高温冲蚀试验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al／Cr3C2复合涂层的冲蚀性能进行了研究,并用SEM、TEM、X-ray等手段观察分析了涂层的组织与结构、冲蚀表面和截面的形貌。结果表明,涂层具有典型的层状结构和较高的力学性能,涂层的耐冲蚀性能随温度的升高和冲蚀角度的增加而提高,涂层在常温时的冲蚀特性表现为脆性冲蚀,高于450℃以后转变为塑性冲蚀。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在800℃下的氧化行为

采用高速电弧喷涂技术 (HVAS)在 2 0G钢基体上制备了Fe Al/WC金属间化合物复合涂层 ,测试了涂层在 80 0℃下的氧化性能。结果表明 ,Fe Al/WC复合涂层的氧化动力学曲线呈现出近似对数规律 ,5h后的氧化速率低于 2 0G钢 ;涂层的氧化物以Al2 O3、Fe2 O3、Fe3O4 和FeO为主 ,且分布不均匀 ;涂层表面优先形成具有保护性的Al2 O3膜 ,阻止了涂层的进一步氧化。     

表面微坑复合MoS2镍基涂层及摩擦磨损性能研究

目的 为解决硬质涂层抗磨与减摩性能难以兼顾的难题,提出并制备出具有优异减摩耐磨性能的表面微坑复合MoS2镍基涂层结构,为抗磨减摩性能统一的涂层设计提供重要依据。方法 以42CrMo轴承钢为基体,采用两种加工方法(在42CrMo轴承钢表面采用激光熔覆制备镍基涂层,在涂层表面电火花加工微坑织构)制备表面微坑复合MoS2镍基涂层,通过球-盘摩擦磨损试验(GCr15对磨球)分别测试3种载荷(2、4、6 N)下42CrMo轴承钢、42CrMo轴承钢表面镍基涂层和表面微坑复合MoS2镍基复合涂层试样的摩擦学性能,并通过先进测试技术(XRD、SEM)分析复合涂层的组织结构及磨痕微观形貌。结果 在不同载荷工况下,镍基涂层的磨损率远小于42CrMo轴承钢,表面微坑复合MoS2镍基涂层的摩擦因数和磨损率均小于镍基涂层和42CrMo轴承钢,在4 N载荷工况下,镍基-MoS2复合涂层具有最低摩擦因数,达到0.36,磨损率为7.41×10^?7 mm³/(N.m),比镍基涂层试样(26.621 0^?7 mm³/(N.m))降低了72.09%。结论 表面微坑复合MoS2镍基涂层结构中涂层与环氧树脂粘结MoS2固体润滑剂可独立高效发挥自身耐磨、减摩特性,并在不同载荷下发挥协同作用,两种方法复合处理能得到具有良好减摩耐磨性能的表面。