CrTiAlN涂层的高温抗氧化性能

为提高M2高速钢的高温抗氧化能力,采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术,在M2高速钢基体上制备了CrTiAlN涂层。在500℃、700℃、900℃这三个温度下对试样进行氧化实验。利用SEM观察CrTiAlN涂层氧化前后表面及断面形貌,采用GIXRD和EDS分析涂层的物相组成。结果表明,CrTiAlN涂层在900℃时仍然具有良好的抗氧化性能。     

钛合金表面磁控溅射TiB2-TiN复合薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能.结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;在载荷200g、室温Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(直径4mm)对摩,其平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6mm3/(m·N)级;并且TiB2-TiN复合薄膜对Kokubo人体模拟体液中的Ca、P元素具有很强的黏附能力.     

Cr,Ni的掺杂对TiAlN基薄膜高温摩擦性能的影响

为了开发具有优异抗摩擦磨损性能的薄膜材料,采用多弧离子镀在4Cr13马氏体不锈钢表面沉积TiAlN薄膜,采用磁控溅射法和多弧离子镀在4Cr13表面分别沉积掺杂Cr和Cr-Ni的TiAlN薄膜.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计分析薄膜的表面形貌、物相和表面硬度,并对不同温度下磨损后的薄膜表面形貌...     

掺碳TiB2薄膜/钢摩擦副的干摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术成功地在钢(Cr12MoV)基材表面制备出TiB2/SiC双层薄膜及掺碳TiB2(TiB2-C)/SiC双层薄膜,SiC薄膜为中间层。研究了掺碳对TiB2薄膜组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明:SiC薄膜与基材和TiB2,TiB2-C薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;掺入的C以sp3C-C和sp2C-C形式存在,即以类金刚石形式存在;与钢球(直径为4 mm)对摩、干摩擦条件下,TiB2薄膜和TiB2-C薄膜的磨损速率在105mm3/(m.N)级,掺C明显降低了薄膜的摩擦系数(从0.82降低到0.45,5 min)和对对摩件(钢)的元素转移。分析表明,摩擦磨损性能的提高主要是TiB2-C薄膜中的C起到了固体润滑作用所致。     

多纤维增强重型汽车制动器摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用芳纶浆粕、玻璃纤维、硅灰石纤维和钛酸钾晶须多纤维混杂增强制备重型汽车制动器摩擦材料.利用XD-MSM型定速摩擦试验机,考察了摩擦材料的摩擦系数和磨损率随温度变化的情况,并且通过扫描电镜观察了摩擦材料在不同温度下磨损后的表面形貌,分析其摩擦磨损机理.研究结果表明,所研制的摩擦材料具有足够的机械性能和优异的摩擦磨损性能,热衰退小、恢复性能好、耐磨损,可满足重型汽车制动性能的要求.材料在中高温下主要是磨粒磨损和热疲劳磨损,同时伴随着粘着磨损.     

镁合金摩擦磨损性能的研究进展

主要综述了近年来镁合金摩擦磨损的研究现状,分析并对比了不同成分的镁合金的摩擦磨损性能,讨论了不同的磨损机理及其他摩擦磨损现象,总结了载荷、速度和温度等实验条件与摩擦磨损间的关系,以及材料自身因素对镁合金摩擦磨损的影响。     

C/C复合材料摩擦磨损性能研究

综述了国内外对C/C复合材料摩擦磨损性能的研究现状.指出C/C复合材料的摩擦磨损机理为机械磨损和氧化磨损,在高温下(500℃以上)C/C复合材料的磨损是机械磨损和氧化磨损共同作用的结果,而氧化是磨损的根本原因;影响C/C复合材料摩擦磨损性能的因素有材料本身的因素,如复合材料的热解炭结构、密度、石墨化度、防氧化涂层等,也有实际操作条件的因素如刹车环境、刹车过程中的刹车速度、刹车能量等.提出对不同工艺制备的C/C复合材料的摩擦磨损性能有待于进一步研究.     

C/SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了低成本、高性能的C/SiC飞机摩擦材料, 并模拟飞机正常着陆条件进行了摩擦磨损实验. 实验结果表明: C/SiC是比C/C更优的飞机摩擦材料, 具有动、静摩擦系数高(分别为0.34、0.41), 湿态几乎无衰减(约2.9%), 磨损小(约1.9μm/次), 摩擦性能稳定等特点. 并采用金相显微镜、扫描电镜等对C/SiC摩擦材料的摩擦面以及磨屑形貌进行了观察, 并对其磨损机理进行了探索. 结果表明, 磨损机理以磨粒磨损为主, 同时由于垂直于摩擦面的纤维束增强了其层间抗剪切能力, 从而提高了其抗磨损性能.     

纳米晶体钛基掺钽TiO2薄膜的摩擦磨损性能

采用室温直流反应磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备掺钽TiO2薄膜,研究了掺Ta量对纳米晶体钛基TiO2薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明：在室温模拟人体体液条件下,掺钽TiO2薄膜与不锈钢淬火钢球（Φ4mm）对摩的磨损率为10^-6-10^-5mm^3·m^-1 N^-1级;随着Ta含量的增加,薄膜的摩擦系数和磨损率呈先...     

温度对MoSi2／SiC配对副高温摩擦磨损性能的影响

在XP-5型高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2/SiC配对副在700～1100℃时的高温摩擦磨损性能,并用SEM扫描电镜和X射线衍射仪观察和分析了MOSi2/SiC磨损面的形貌与相组成.结果表明,MoSi2/SiC摩擦副在700～1100℃高温滑动时,摩擦系数随着温度的升高而下降;MoSi2的磨损率先随温度的升高而增加,并于1000℃达到极大值后下降;MoSi2的磨损机理主要表现为粘着、研磨和塑性变形等形式,对摩件SiC则随温度升高呈现出磨损增重现象,其主要磨损机理由700℃时的粘着磨损逐渐转化高温氧化磨损.     

W6Mo5Cr4V2高速钢WC/Co激光熔覆表面的摩擦磨损性能

为了改善高速钢表面的摩擦磨损性能,应用激光熔覆技术在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备出WC/Co熔覆道。采用三维数码显微镜观察熔覆试件的金相组织并借助显微硬度计测试其显微硬度。采用销盘式摩擦磨损试验机分别对高速钢和WC/Co熔覆试件进行了摩擦磨损试验,并采用三维数码显微镜观察磨损形貌。结果表明:与高速钢基材相比,WC/Co熔覆道硬度提高,熔覆试件的摩擦系数和磨损量降低;WC/Co熔覆道的磨损机制以磨粒磨损为主,熔覆道间隔以磨粒磨损和黏着磨损为主;熔覆道的硬度提高、减摩效果、散热作用以及试件表面熔覆道与间隔面的软硬交替,有助于提高WC/Co熔覆试件的摩擦磨损性能。     

添加剂对离心自蔓延高温合成陶瓷层组织结构与性能的影响

为了改善钢管内衬陶瓷层的韧性,在铝热剂中分别添加ZrO2,Al2O3,SiO2进行改性,采用离心自蔓延高温合成工艺制备了钢管内衬陶瓷层,研究了添加剂对陶瓷层形貌、结构和性能的影响.结果表明:加入ZrO2或Al2O3可以改变陶瓷层的组织结构,使Al2O3由树枝状晶变为等轴晶;加入SiO2可在Al2O3枝晶间隙形成网状Ca...     

Deposition of nano-scaled CrTiAlN multilayer coatings with different negative bias voltage on Mg alloy by unbalanced magnetron sputtering

In a magnetron sputtering system, the negative substrate bias voltage has been used as a basic process parameter to modify the deposition structure and properties of coatings. In this paper we report the effect of bias voltage ranging from −40 V to −90 V on nano-scaled CrN/TiN/CrN/AlN (CrTiAlN) multilayer coatings synthesized on a Mg alloy by a closed-field unbalanced magnetron sputtering ion plating system in a gas mixture of Ar + N₂. The technological temperature and atomic concentration in the multilayer coatings were controlled by adjusting the current density of different metal magnetron targets and the plasma optical emission monitor. The composition, crystallographic structure, deposition model and friction coefficient of multilayer coatings were characterized by X-ray photoelectron spectrometry (XPS), X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and ball-on-disc testing. The experimental results show that the deposition model and friction coefficient of nano-scaled CrTiAlN multilayer coatings were significantly affected by the negative bias voltage (V_b). The nitride species in multilayer coatings mainly involve CrN, AlN and TiN, and XRD analysis shows that the crystallographic structure was face-centered cubic. Under different bias voltage conditions, the multilayer coating composition shows a fluctuation, and the Al and Cr concentrations respond in the opposite sense to the bias voltage, attaining their greatest values at V_b = −70 V. The surface and cross-sectional morphology shows deposition model change from a columnar model into non-columnar model with the increase in negative bias voltage. The friction coefficient of the nano-scaled multilayer coatings at V_b = −55 V stabilize after 10 000 cycles.     

纳米Cr2O3粉体的制备及表征

以Cr（NCh）3·9H20;氨水和乙醇为原料,采用沉淀法在不同温度下合成了纳米Cr2（h粉体,并运用场发射扫描电镜、X射线衍射、熟重一动态差热分析、红外光谱等手段对粉体进行表征。结果表明,Cr（OH）s雀450＂C已经生成Cr2O3,经过800℃烧30min．可获得平均粒径为70-100nm的Cr2O3粉体。     

Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Sn-Si系铸造钛合金高温蠕变性能及显微组织研究

针对Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Sn-Si铸造高温钛合金,研究了其在600℃、750℃下的蠕变性能与组织变化。结果显示,该铸造钛合金在750℃/180 MPa/0.5 h和600℃/400 MPa/0.5 h条件下的蠕变残余伸长率分别<3%和<0.4%,持久断裂时间分别为>2 h和14 h,具有良好的蠕变性能;高温蠕变断口存在细小颗粒;高温蠕变后塑性变形区的组织变化较小,呈魏氏组织,而集中变形区存在部分晶界消失、α片层宽化现象;高温蠕变后位错明显增多,与析出相相互纠缠。     

铌硅化物基超高温合金Si-Y2O3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

采用Si-Y₂O₃包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层, 研究其在1250℃的恒温氧化性能. 采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y₂O₃共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化. 结果表明：涂层具有明显分层的结构, 由外至内依次为(Nb,X)Si₂(X表示Ti, Hf和Cr)外层和(Nb,X)₅Si₃过渡层, 在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)₂(Nb,Ti)块状沉淀. EDS分析表明, 涂层中的Y分布是不均匀的, (Cr,Al)₂(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右, 而(Nb,X)Si₂和(Nb,X)₅Si₃相的Y含量为0.46at%～0.57at%. 经1250℃分别氧化5, 10, 20, 50和100h后, Si-Y₂O₃共渗涂层保持其原始的相组成, 并在其表面形成以TiO₂、 SiO₂和Cr₂O₃组成的致密混合氧化膜, 且与基体结合良好.     

等离子喷涂TiC-Graphite复合涂层摩擦磨损性能

等离子喷涂TiC涂层具有良好的综合性能, 在极端环境能起到较好的耐磨保护作用, 而石墨是一种优异的自润滑材料。通过喷雾干燥与真空烧结技术制备不同石墨添加量(1.25%、2.5%、5%和10%, 质量分数)的TiC-Graphite球形粉体, 并采用大气等离子喷涂技术制备TiC-Graphite复合涂层。对涂层的相组成、显微结构和力学性能进行了表征, 并对涂层的摩擦磨损性能进行了比较研究。结果发现, TiC-Graphite涂层主要由TiC和石墨相组成。随石墨添加量增大, TiC-Graphite涂层截面微裂纹增多, 表面粗糙度增大, 硬度下降。石墨对TiC涂层在高载荷的磨损性能影响更显著。在50 N高载荷条件, 随石墨添加量增大, TiC-Graphite涂层磨损率降低后急剧增大, 而摩擦系数持续减小。当石墨添加量为2.5%时, 涂层获得最低的磨损率为0.67×10^-5 mm³/(N·m), 同时具有较低的摩擦系数(0.35), 与不添加石墨的TiC涂层相比, 分别降低了72.4%和27.8%。     

超音速火焰喷涂Ni基涂层组织与性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并研究了涂层的显微组织和性能.结果表明:使用烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度、显微硬度均高于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层,Ni包C涂层中产生大量的气体并含有许多的未熔软质相,使得其孔隙率最大,结合强度、显微硬度最低;镍在涂层中起粘结作用,镍含量的增加能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;涂层中起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度.     

硬质涂层与齿轮钢的摩擦性能研究

采用阴极多弧离子镀在M42工具钢表面制备了Al66Cr34N和Ti₆₂Al34Si4N两种硬质涂层, 并在室温大气环境下采用球/盘式摩擦磨损仪研究它们同40Cr齿轮钢的摩擦磨损行为。采用表面接触角测试仪OCA40Micro、3D表面形貌仪、扫描电子显微镜、电子能谱分析了涂层磨痕, 探讨了两种涂层与齿轮钢对摩的磨损机理。结果表明:两种涂层与40Cr齿轮钢摩擦时, 失效的主要机理均为粘着磨损, 伴随着氧化磨损。在与40Cr对磨时, Ti₆₂Al34Si4N涂层与40Cr的亲和力强, 摩擦过程中接触面温度较高, 容易融合形成高结合力粘结节点;表现高的摩擦系数0.6~0.7, 和初始阶段高的磨损率 (最高7.5×10^-15m³/N·m)。Al66Cr34N涂层与40Cr的亲和力较弱, 摩擦系数0.45~0.6, 初始磨损率最低为2×10^-16m³/N·m。