高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦学特性

使用THT07—135高温磨损实验机对高速电弧喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究．并在扫描电镜上观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明，在常温下涂层具有良好的耐摩擦性能．随着滑动距离的增加，摩擦系数基本无波动；随着温度的增加．涂层耐磨损性能降低较快，并在250℃开始趋于平稳，在550℃后，涂层的耐磨损性能重新增强，剥层磨损是Fe-Al/Cr3C2涂层磨损的主要机理；由于硬质相的阻碍作用以及铁铝金属间化合物本身高的硬度，Fe-Al／CrC3涂层具有优于20钢的耐磨损性能。     

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。     

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。     

SHS反应火焰喷涂TiC-TiB2梯度过渡陶瓷涂层摩擦磨损机理研究

以Ti-B4C-C为主反应体系，Ni-Al金属粉末为过渡材料，采用自蔓延高温合成反应火焰喷涂技术．在45钢基表面制备TiC-TiB2梯度过渡复相陶瓷涂层。对涂层进行摩擦磨损试验，利用扫描电镜观察陶瓷涂层的磨损表面形貌，并分析其摩擦机制得出：涂层的耐磨性呈梯度变化；在不同的摩擦层面存在着粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等多种不同的磨损机理。     

P110钢表面瞬态电能沉积镍基合金涂层的摩擦磨损特性

采用镍基G3合金为电极,利用瞬态电能表面强化工艺在P110油套管钢(P110钢)表面沉积镍基合金涂层,以提高其表面性能。借助扫描电镜和X射线衍射仪,对瞬态电能沉积涂层的表面形貌、显微组织和相结构进行分析和表征。利用摩擦磨损试验对比研究P110钢和涂层的摩擦磨损特性。结果表明:涂层连续、致密,其相组成与G3合金电极一致。与P110钢相比,涂层具有较高的硬度和摩擦系数;较低的磨损失重。瞬态电能沉积涂层显著提高了P110钢的耐磨性。     

GH864表面爆炸喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层的显微组织和高温摩擦性能研究

采用爆炸喷涂技术在GH864基体上制备了Cr_3C_2-Ni Cr/Ni Cr Al复合金属陶瓷涂层。运用HT-1000高温摩擦磨损实验机,以Si_3N_4陶瓷球为摩擦副对基体和涂层进行高温摩擦磨损实验。选用扫描电镜、能谱仪、X衍射等分析手段,研究了在GH864表面爆炸喷涂涂层的组织形貌、相组成及涂层和基体的高温摩擦行为。对800℃时涂层和基体摩擦性能进行研究。结果表明:该涂层组织致密呈叠层堆砌,其显微组织为Cr_3C_2硬质相及周围缝隙中充填的Ni Crγ相和少量的Cr_3C_2分解形成的Cr_7C_3相。涂层在高温下的磨损形式主要为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损和氧化磨损,涂层中大量分布的具有热稳定性的Cr_3C_2硬质颗粒起主要的耐磨作用,复合涂层可提高GH864的高温耐磨性。     

高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al金属间化合物涂层,并研究了涂层的显微组织和室温至650℃的滑动摩擦磨损性能.结果表明:Fe-Al涂层的平均成分为Fe-20.0Al-14.1O(摩尔分数,%),主要相是Fe3Al,FeAl,α-Fe,Al2O3及少量Al;涂层具有较高的结合强度和硬度、较低的孔隙率及较高的高温耐磨性;高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层,降低了涂层的摩擦因数,而剥层磨损是涂层的主要磨损机制.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Fe-Al涂层表现出优异的高温耐磨性.     

水热腐蚀老化对热障涂层的摩擦磨损性能的影响

海洋环境下，热障涂层因水蒸气的作用发生水热腐蚀老化，同时还承受高温气流冲蚀带来的摩擦磨损破坏。本文采用大气等离子喷涂技术在单晶合金N5上制备了带有NiCrAlY粘结层和8YSZ面层的热障涂层，并使用MFT-5000摩擦磨损试验机测试了热障涂层在水热腐蚀老化后的摩擦磨损行为，同时通过XRD与SEM对涂层腐蚀后的物相构成与磨损形貌进行了分析。结果表明，水热腐蚀老化会使YSZ陶瓷发生四方相至单斜相的相变，且单斜相主要在ZrO₂晶界处萌生，引起晶粒间结合强度降低，导致涂层耐磨性能降低。在高温氧化环境及高温氧化-低温水热老化交变环境下，涂层的磨损机制为脆性断裂引起的片层剥离，同时还伴有磨粒磨损和黏着磨损；而在低温水热环境下涂层的磨损机制为微断裂引起的晶粒剥离。     

钢基底表面钨极氩弧熔覆SiC涂层制备工艺及耐磨性能的研究

采用钨极氩弧熔覆,在碳钢基体表面采用不同工艺方法制备了含有SiC粉末和铁的涂层。利用扫描SEM、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机分别对不同涂层的微观形貌、洛氏硬度和摩擦磨损特性进行了分析。结果表明:Si的含量由表向里逐渐减少,氩弧熔覆过程中SiC颗粒发生分解,形成了碳化物。由于碳化物的存在,熔覆层硬度达到45.8 HRC以上,比基体硬度提高一倍以上;摩擦系数较基体有所提高,磨损体积比基体小,具有良好的耐磨性。     

TC4钛合金微弧氧化-SiC复合膜的膜层结构及摩擦磨损行为

目的通过微弧氧化共沉积工艺,获得摩擦磨损性能优良的微弧氧化-SiC复合膜。方法在硅酸钠-六偏磷酸钠-钨酸钠-多聚磷酸钠体系的微弧氧化电解液中加入2.0 g/L SiC微粒,以直流脉冲模式制备TC4钛合金微弧氧化-SiC复合膜。利用KH-7700型三维视频显微镜、XRD、SEM,对复合膜的表面、截面微观形貌和结构进行了观察分析,采用CFT-1型显微磨损试验仪检测了其在室温干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果 SiC复合膜层中的微孔数量明显少于不含SiC相的氧化膜层,复合膜表面分布着SiC相、金红石、锐钛矿TiO_2相、Al2Ti O5相以及非晶态的P、Si、W化合物。在干摩擦磨损条件下,微弧氧化-SiC复合膜的摩擦系数为0.26,比磨损率为0.72×10~(-6) mm~3/(N·m),微弧氧化-SiC复合膜只发生轻微的粘着磨损和磨粒磨损。结论得到了摩擦磨损性能优良的复合膜,复合膜中的SiC新相改变了氧化膜的表面形貌,降低了复合膜的摩擦系数和磨损率。     

TC4钛合金微弧氧化Cr2O3复合膜的结构及摩擦磨损性能

在硅酸钠-六偏磷酸钠体系中添加1.5g/LCr2O3微粒,采用直流脉冲模式在TC4钛合金表面制备了微弧氧化Cr2O3复合膜;利用SEM、EDS、XRD对复合膜的微观形貌和结构进行观察分析,并研究了其在室温干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:复合膜的表层孔隙中填满了微小的Cr2O3颗粒,表面只能看到少量微孔;膜层中除了金红石及锐钛矿TiO2相、Al2TiO5相外,还出现了大量的Cr2O3相,且包含了一些非晶态的P、Si化合物。在相同的摩擦磨损条件下,微弧氧化Cr2O3复合膜的摩擦系数更小、磨损量更低、耐磨性也更好。在10N载荷下,复合膜只发生轻微的粘着磨损,几乎未发生磨粒磨损;在50N载荷下,复合膜的磨粒磨损有所加剧,且出现了第二相粒子流失。Cr2O3颗粒主要通过对微弧氧化膜孔隙的填充作用、载荷转移作用及弥散强化作用,来降低复合膜的摩擦系数和表面磨损量,提高其耐磨性。     

激光熔覆SiC/Co复合涂层的组织与性能研究

在45钢表面采用激光熔覆工艺制备了SiC/Co复合涂层,分析了涂层的显微组织,测试了涂层的硬度和摩擦学性能.结果表明:SiC/Co涂层主要由γ-Co和Cr<,23>C<,6>共晶组织组成,涂层结合区为枝晶,熔覆区为等轴晶;熔覆区的显微硬度为1300～1500HK,约为45钢基体硬度的4倍;该涂层明显改善了45钢基体的摩...     

Tribological properties of high velocity arc sprayed Fe-Al based composite coatings at elevated temperature

Fe-Al based intermetallic composite coatings were in-situ synthesized using Fe-Al/Cr3C2 or Fe-Al/WC cored wires and high velocity are spraying (HVAS) technology. The tribological properties of the Fe-Al based intermetallic composite coatings were investigated using a ball-on-disc tribotester from room temperature to 650 ℃. The results show that the coatings have relatively high bond strength and micro-hardness. The tribological properties of Fe-Al/Cr3C2 and Fe-Al/WC composite coatings were further analyzed and compared. Low and stable wear rates of the Fe-Al based intermetallic composite coatings were indicated from room temperature to 650 ℃. The excellent wear resistance of the composite coatings in high temperature was discussed.     

等离子喷涂纳米SiCp/FeS复合涂层的摩擦学性能

用等离子喷涂法成功制备了SiCp/FeS复合涂层,SiC颗粒尺寸为纳米级,均匀分布于FeS基体,涂层和40Cr钢基体结合良好.研究了FeS涂层和SiCp/FeS复合涂层的摩擦学性能.结果表明,SiCp/FeS复合涂层兼具优良的减摩性能和耐磨性能.在干摩擦条件下,掺入质量分数为0.2和0.3的纳米SiC颗粒时,摩擦系数和FeS涂层接近,但表面磨损体积显著降低,降幅可达1个数量级;油润滑条件下,SiCp/FeS复合涂层的摩擦系数低于FeS涂层,复合涂层具有比FeS涂层更佳的减摩性能.     

Study on the Friction and Wear Behavior of a TA15 Alloy and Its Ni-SiC Composite Coating

Ni-SiC composite coatings were prepared on TA15 alloy by composite electroplating technology. The friction and wear behavior of TA15 alloy, and the coating were comparatively studied at both room temperature and 600 °C using GCr15 as the counterparts. The results show that the obtained coating is relatively dense and compact, and possesses higher micro-hardness than TA15 alloy. The coating has significant friction reduction effect sliding at 600 °C, but has no obvious friction reduction effect sliding at room temperature. The coating possesses superior wear resistance than TA15 alloy, evidenced by its much lower mass losses than those of TA15 alloy sliding at both room temperature and 600 °C. The TA15 alloy and the coating showed different wear mechanisms under the given sliding conditions.     

等离子喷涂 NiCr / Cr3 C2 -hBN 复合涂层的制备及摩擦性能研究

目的加入h BN作为固体润滑剂,提高Ni Cr/Cr3C2复合涂层的摩擦性能。方法采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术制备Ni Cr/Cr3C2-10%h BN复合粉体,再采用等离子喷涂技术制备复合涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和高温摩擦磨损试验等手段研究粉体和涂层的显微结构、物相组成以及室温至800℃的摩擦磨损性能,探讨Ni Cr/Cr3C2-10%h BN复合涂层在室温和400,800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂Ni Cr/Cr3C2-10%h BN复合涂层呈典型的层状结构,涂层结合强度可达24 MPa,孔隙率为(8.47±0.5)%。涂层的摩擦系数和磨损率均随着温度的升高而先升高,后逐渐降低,400℃时最高,分别约为0.59和9.2×10-4mm3/(N·m),800℃时分别降至0.45和4.1×10-4mm3/(N·m)。高温下,h BN润滑膜和金属氧化物的形成是摩擦系数和磨损率降低的主要原因。室温下涂层的主要磨损机制是脆性断裂;400℃时,涂层的主要磨损机制是脆性断裂、塑形变形和轻微粘着磨损;800℃时,涂层的主要磨损机制是塑性变形、氧化、粘着磨损和涂层转移至对偶件。结论等离子喷涂Ni Cr/Cr3C2-10%h BN复合涂层在室温和高温下的润滑性能较好。     

WC-(W,Cr)_2C-Ni/Ag复合涂层的制备及摩擦学性能

针对众多运动部件存在严重的摩擦磨损问题,使用大气等离子喷涂(APS)设备在1Cr18Ni9Ti不锈钢金属基材上喷涂制备WC-(W,Cr)2C-Ni和WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag两种防护涂层,使用CSM摩擦磨损试验机考察两种涂层在室温下与Si3N4球配副时的滑动摩擦磨损性能。结果表明:Ag相的添加可明显降低涂层在干摩擦条件下的摩擦因数,并能减轻涂层的磨损程度;APS制备的WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag复合涂层不仅具有优良的自润滑性能,而且具有极佳的耐磨性能,有望作为一种新型耐磨自润滑涂层材料。     

电沉积制备镍基复合镀层的研究进展

金属-陶瓷复合镀层可以显著改善的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性以及抗高温氧化性能等可显著得到改善,应用范围广泛。综述了影响复合镀层性能的几大因素,重点介绍了增强相粒子粒径、表面活性剂类型、制备镀层的沉积方式以及第二相颗粒种类对电沉积复合镀层性能的影响。陶瓷颗粒尺寸影响复合镀层的性能,细小颗粒对镍基复合镀层具有细晶强化作用,微米级陶瓷颗粒能够大大改善Ni基复合镀层的力学性能。超细纳米陶瓷颗粒作为增强相,可以显著提高复合镀层的耐蚀性,添加纳米颗粒的复合镀层的显微硬度优于添加微米颗粒复合镀层。非离子表面活性剂能提高第二相颗粒在镀层中的复合量及在镀液中的分散性,有利于获得高硬度的复合镀层,进而提高整个镀层的耐磨性和耐蚀性。超声波-脉冲电沉积法得到的复合镀层形貌更平整,晶粒更细小,结构更致密,且得到的复合镀层硬度更高,耐磨性、耐蚀性更好。与SiC复合镀层相比,SiO_2复合镀层具有更好的耐蚀性和抗氧化性。最后,分析展望了颗粒增强镍基复合材料的应用前景及未来研究的重点。     

激光熔覆Cu包SiCp/Ni35覆层组织及磨损性能

目的研究Cu包SiC_p/Ni35激光熔覆层的显微组织、物相及其在25℃和600℃下的摩擦机理。方法采用化学镀的方法在SiC_p表面包覆一层Cu,并用激光熔覆的方法在H13钢表面制备了Cu包SiC_p增强Ni35熔覆层。用XRD、OM、SEM和EDS对熔覆层的物相、组织和成分进行了分析,用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度,用高温磨损试验机测试了熔覆层在常温、高温下的耐磨性能。结果熔覆层由基相γ-Ni(Fe)固溶体、增强相M7C3以及硼化物、硅化物和石墨构成。熔覆层的显微硬度和常温摩擦性能较H13钢显著提高,而其高温摩擦性能较H13钢基体提高较少。结论 SiC_p化学包覆Cu能减缓激光熔覆过程中SiC_p的分解,但分解速度还是过快。常温磨损时,高硬度碳化物和硅化物的覆层提高了材料的耐磨性能。高温下模具钢表面形成致密的氧化物薄膜,起到减磨降摩的作用,而高温下覆层无法形成致密氧化膜,导致其耐磨性能弱于常温。