激光原位制备CrFeAlTi复合涂层及性能

利用火焰喷涂和激光原位复合工艺在CLAM钢表面制备了CrFeAlTi复合涂层。利用扫描电镜、基材拉伸法以及摩擦磨损试验机分别分析了复合涂层表面和截面形貌,界面结合性能以及摩擦磨损性能。结果表明:复合涂层表面光整均匀,涂层内部组织致密分布,没有孔洞和裂纹等缺陷,与基体形成了良好的冶金结合。此外,复合涂层与基体之间呈现出较强的界面结合性能,且复合涂层也具有良好的摩擦磨损性能。     

纳米坡缕石的表面修饰及摩擦学性能研究

通过球磨改性的方法,使用油酸、硅烷、季铵盐、钛酸酯4种修饰剂对纳米坡缕石颗粒进行表面修饰,使用沉降法及TEM进行修饰效果评价。将经过修饰的纳米坡缕石颗粒作为润滑添加剂,在MMU-10G型高速高温摩擦磨损试验机上考察其摩擦学特性。结果表明:油酸对纳米坡缕石具有优异的表面修饰效果,且其在润滑油中具有良好的分散稳定性;经表面修饰的纳米坡缕石具有优异的减摩作用和良好的抗磨效果,与基础油相比,摩擦因数降低43.1%,磨损失重减少10.1%。     

激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究

研究了WC／Co-NiCrAl等离子复合陶瓷涂层、激光重熔等离子涂层、激光渗入纳米SiC涂层的组织结构、耐磨性能。结果证明：在所定的工艺参数下，等离子喷涂层组织呈层片状，层间为机械结合界面；经激光重熔后，激光作用区涂层组织细化，孔隙率降低，耐磨性能是原等离子涂层的1．3倍；渗入纳米SiC后，组织进一步细化，孔隙率进一步降低，SiC颗粒仍处于纳米尺度，分布在粗颗粒表面及粗颗粒之间，其耐磨性能是原等离子涂层的2．6倍。     

铝合金表面添加La_2O_3激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量La2O3,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织和能谱分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,在铝合金表面激光熔覆处理时添加适量La2O3获得的Ni基WC金属陶瓷增强涂层无裂纹,组织细小,致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。     

硬质合金刀具表面微/纳米金刚石复合涂层制备研究

硬质合金是目前应用最为广泛的刀具材料,在刀具表面施加金刚石涂层可以提高硬质合金刀具的性能和耐用度。通过热丝CVD法在硬质合金刀具表面制备了多层微/纳结构的复合涂层,采用扫描电镜观察了复合涂层的表面和截面,并用拉曼光谱检测了涂层的成分,用压痕法检验了复合涂层的膜基结合性能。结果显示复合涂层的结构参数对膜基结合性能有较大影响,特定结构的复合涂层可以提升涂层的结合性能。     

超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征

针对纯铜具有良好的导电、导热和加工性能,但同时也具有硬度低,耐磨性能差的特点。采用超音速激光沉积(Supersonic laser deposition,SLD)和冷喷涂(Cold spray,CS)技术在纯铜表面制备了WC/Cu复合涂层,并对所制备涂层的微观结构、相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。研究结果表明,CS涂层的厚度约为1128μm,WC含量为7.73%,显微硬度为147.4HV0.2,但涂层/基体结合处存在明显间隙。SLD涂层厚度随着激光功率的逐渐升高而增加,最高涂层厚度达2344μm,WC含量可高达17.22%,显微硬度可达161.3HV0.2,且涂层/基体结合良好。SLD涂层能基本保留原始粉末的相组成,但高激光功率下制备的样品存在轻微氧化。SLD涂层相比于CS涂层和铜基体具有更小的摩擦因数、磨损宽度以及磨损量,表现出更好的耐磨性能,为铜及其合金的表面性能优化提供了一种新方法。     

纳米高温耐磨复合涂层的性能研究

利用纳米材料高的比表面能和表面活性开发电站高温耐磨涂料。试验在普通粉料FM650中添加纳米材料制成涂料，对涂层的结合强度、耐磨性和热震性分别进行了试验。结果表明：FM650涂层的结合强度从2.90MPa提高到了3.49MPa采用单面涂层降低气孔的影响则涂层强度从6.26MPa提高到了10.43MPa；耐磨性和致密性均有很大提高；纳米Al2O3/SiO2的加入改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度，不经低温80℃/150℃处理涂层仍具有良好的耐热震性能。     

GCr15表面涂层与织构复合摩擦改性方法研究

研究了表面涂层-织构复合改性对GCr15材料零件高速运转条件下摩擦磨损性能的影响及其减摩机理。首先在GCr15表面热喷涂厚度约30μm的巴氏合金涂层,然后采用皮秒光纤激光器在涂层表面加工凹坑织构。采用球-盘摩擦磨损试验机对改性表面进行摩擦学测试,球试样和盘试样基体材料同为GCr15。研究发现,复合改性处理后GCr15盘试样表面微织构的毛刺硬度有所降低,与未经过复合改性处理的试件相比,复合改性表面的平均摩擦系数与体积磨损率明显降低;磨损检测结果显示复合改性表面试样产生的磨粒明显减少,磨损区域边界的塑性流动与磨粒磨损情况得到显著改善。GCr15材料表面经过复合改性处理后,织构加工质量和颗粒捕捉能力有了明显提高,从而使复合改性表面的摩擦学性能得到增强。     

钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层显微组织的研究

采用HL-5000型横流CO2激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面较平整、较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的TiC复合涂层。通过SEM、EDAX、XRD、HXD分析了熔覆层的显微组织、成分、物相．测试了激光熔覆层的显微硬度。结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶。激光熔覆层由TiC、γ—Ni、TiB2、CrB、Ni3B等相组成。熔覆层的显微硬度平均值约为950HV0.1。     

ZrN涂层刀具的滑动磨损特性研究

山东大学摘要:采用电弧离子镀法在硬质合金刀具表面制备了厚度为2.19~5.23μm的ZrN系列涂层,测定了涂层的显微硬度,并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层与基体的结合强度及其摩擦磨损性能。在扫描电镜下观察磨损表面形貌,结果表明:ZrN系列涂层能够显著提高硬质合金刀具的表面硬度;涂层与基体的结合强度较高,划痕临界载荷高于60N;与此同时,电弧离子镀法ZrN系列涂层可以显著改善硬质合金刀具的耐磨性能。磨损机理主要是磨粒磨损和涂层的微剥落。     

Tribological Dependence of the High-Performance Ferrous-Based Coating on Different Coating Counterparts in Engine Oil

A ferrous-based coating with significant chromium was fabricated on aluminum alloy substrate using a plasma spray technique. The tribological performance of the as-fabricated ferrous-based coating sliding against different coatings including Cr, CrN, TiN, and diamond-like carbon (DLC) in an engine oil environment were comparatively studied. Results showed that the high hardness of the sprayed ferrous-based coating was achieved due to the dispersion strengthening effect of Cr₇C₃ phase embedded in the austenite matrix. The ferrous-based coating exhibited low friction coefficients when coupled with these four coating counterparts, which could be attributed to the boundary lubricating effect of engine oil. However, both friction and wear of the ferrous-based coating were different when sliding against these different coating counterparts, which might be closely related to the surface roughness, self-lubricating effect, and mechanical properties of the coupled coatings. Ferrous-based coating sliding against CrN and DLC coatings exhibited good tribological performance in engine oil. The best coating counterpart for the ferrous-based coating in an engine was DLC coating.     

碳纤维-MoS2 复合涂层的高温摩擦学性能研究*

为了改善固体润滑复合涂层在高温条件下的稳定性,添加纳米碳纤维(CF)对MoS2涂料进行性能优化,并在铝合金基体上制备添加不同质量分数CF粉末的涂层;在CFT-Ⅰ型高速往复摩擦磨损试验机上考察涂层在不同温度下的稳定性、耐磨性能,利用超景深显微系统对涂层表面磨痕形貌进行观测,分析涂层的磨损机制。结果表明：在温度为20~100 ℃时,温度对涂层整体性能的影响较小,随CF质量分数的增大,涂层摩擦因数先增大后减小,磨痕深度先减小后增大,CF质量分数为1.5%时涂层摩擦因数最大,磨痕深度最小;当温度为200 ℃时,随CF质量分数的增大,涂层摩擦因数不断增大,磨痕深度大幅增大,且不同CF质量分数对磨痕深度的影响显著。添加CF能够在涂层内部形成网状骨架结构,同时起到稳定涂层结构、传递热量的作用,因而可使涂层表现出较好的耐热性能和耐磨性能;在200 ℃高温下,CF质量分数为1.5%的涂层的磨损面积和涂层犁皱高度相比未添加CF的涂层分别减少了21.6%和24.6%,表现出较好的抗高温变形性能和耐磨性能。     

激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场的有限元模拟

利用ANSYS软件建立预置式粉层激光反应熔覆的数值模拟模型,考虑了相变潜热、辐射对流散热、表面效应单元等因素的影响;在不同的工艺参数下,用该模型对激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场进行了计算,分析了整个激光加工过程中温度场的变化情况。结果表明:激光功率和扫描速度对基体熔化厚度以及熔覆层宽度的影响都比较显著;激光功率是造成熔覆层较大温度梯度的主要因素;有限元模拟得到的最佳工艺参数得到了试验验证。     

真空熔烧钴基合金-碳化钨复合涂层的研究

采用真空熔烧法制作与钢基体牢固结合的钴基合金—碳化钨复合涂层 ,利用扫描电子显微镜 (SEM)及 X射线衍射仪对涂层的组织结构和表面形貌进行观察与分析 ;采用法向拉伸法测出复合涂层与母材的界面结合强度 ;应用盘销式摩擦磨损试验机对复合涂层材料和淬火态 45钢进行了磨损对比试验。结果表明 ,采用真空熔烧方法制得的复合涂层结构致密 ,界面结合强度高 (3 70～ 40 0 MPa) ,耐磨性能好。     

纳米复合膜制备技术及其在干式切削刀具涂层中的应用

纳米复合膜制备技术是表面工程领域的发展前沿,而干式切削是未来金属切削加工的重要发展方向之一。本文综述了纳米薄膜制备技术的研究现状及进展,介绍了纳米薄膜在干式切削刀具涂层中的应用。     

化学复合镀制备Ni-Co-P-PTFE自润滑镀层的工艺研究

对Ni-Co-P-PTFE化学复合镀制备自润滑镀层的工艺过程进行了研究。探讨了实验因素对镀层的摩擦因数和显微硬度的影响情况，得到的最佳工艺条件是电镀时间2h，镀液温度90℃，pH值5，PTFE乳液加入量10g/L，镀液中CoSO4与NiSO4的摩尔配比为1：1。实验表明，该复合镀层具有优异的润滑性能。     

激光熔覆Ni/TiC复合涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢样品表面制备了Ni/TiC复合涂层,利用光学显微镜、SEM,EDS,XRD、显微镜硬度计及摩擦磨损试验机等检测设备研究了Ni/TiC复合涂层的组织和性能。试验结果表明：Ni/TiC复合涂层没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基体之间具有良好的冶金结合,涂层显微硬度沿层深皆呈明显的阶梯状分布,最外表面的熔覆层硬度最高,约为800 HV;熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了86.5％,表明Ni/TiC复合涂层具有较好的耐磨性能。     

等离子熔射制模过程中皮膜温度场实验研究

开展了等离子熔射制模过程中环行向外、环行向内两种熔射路径的皮膜温度场的实验研究，得出前者的温度低于后者的实验结果，该实验结果与模拟结果一致；对三维汽车覆盖件基体等离子熔射过程中的温度分布规律进行探讨，得到三维熔射基体不同形状特征处的温度分布规律，从而为建立合理的熔射制模工艺提供了依据。     

电磁场作用下控制阀外置的双筒液力减振器的理论与实验研究

介绍了控制阀外置的新型汽车双筒液力减振器的工作原理，对电场与磁场同时作用下减振器的速度特性进行了理论分析与实验研究。新型汽车双筒液力减振器的阻尼力由两部分组成，一部分是与电极的几何结构、液体的粘度以及流速相关的粘性阻力，另一部分是与电场、磁场强度成正比的剪切应力。通过调节电场与磁场强度可实现阻尼力的自动调节与控制，电磁场作用下的最大阻尼力是无电磁场作用时的两倍，满足了车辆振动控制的要求。