等离子喷涂WC/Co Fe基涂层摩擦与磨损性能

以普通铸铁为基体,碳化钨陶瓷粉末WC 12Co为热喷涂材料,采用大气等离子法制备WC/Co Fe复合涂层.通过SEM、EDS、XRD等手段对WC/Co Fe涂层微观组织与结构进行表征,并对WC/Co Fe复合涂层耐磨损性能进行测试.结果表明,等离子喷涂制备的WC/Co Fe涂层物相以WC相为主;WC涂层摩擦因数波动小于铸铁材料摩擦因数,表明WC复合涂层具有良好的抗摩擦性能.WC涂层耐磨损性能高于铸铁,主要归因于WC颗粒韧性好、硬度高、抗冲击及抗磨损性能强,与基体金属的结合性好.     

TiN涂层在模具上的应用

一、引言 离子镀TiN技术是近年来发展很快的PVD表面强化处理技术的一种,离子镀TiN是把金属蒸发源作为阴极与作为阳极的真空室产生弧光放电,使阴极金属靶材钛蒸发并离子化,再与室内的离子化氮结合成TiN,沉积在加有负偏压的工作表面。离子镀沉积温度较低,因此离子镀成为PVD中发展最快、最有前途的技术之一。TiN涂层首先成功     

减摩填料对重型汽车摩擦材料摩擦磨损性能的影响

研究石墨、三硫化二锑(Sb2S3)、焦炭3种减摩填料对树脂基多纤维增强摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:加入3种减摩填料,摩擦材料均能够在较宽的范围内保持摩擦因数的稳定性。其中石墨在低温(100～150℃)下能保持较好的稳定性;Sb2S3在高温(250～300℃)下能保持较好的稳定性;焦炭在中低温(150～200℃)下能保持较好的稳定性;通过正交试验和极差分析,得出摩擦磨损性能较好的摩擦材料配方。     

纳米WS2和TiN对GCr15钢摩擦磨损性能的影响

以纳米WS_2和TiN为添加剂,研究不同纳米材料及含量对基础油500SN减摩抗磨性能的影响。试验结果显示,在添加纳米材料后,润滑油的减摩抗磨性能有了明显提升,磨损类型也发生了明显的改变,其中在添加纳米TiN后的磨损类型由磨粒磨损变为黏着磨损,在添加纳米WS_2变为黏着磨损与磨粒磨损共存;随着纳米粒子质量分数的增加,润滑油的减摩抗磨特性先提升后下降,其中0.3%质量分数的纳米TiN的减摩抗磨效果最好,相比基础油,可以使摩擦因数下降5%～8%,磨斑直径下降26%～32%。     

电弧离子镀制备TiN/TiSiN多层涂层及其性能研究

为提高单一TiN涂层的性能,采用AS600DMTXBE型阳极层离子源辅助电弧离子镀系统制备TiN层和TiSiN层厚度比分别为1∶2、2∶2、3∶1的TiN/TiSiN多层涂层。研究不同厚度比的TiN/TiSiN多层涂层的形貌、结构以及性能,并与TiN涂层性能进行比较。结果表明：TiN/TiSiN多层涂层为TiN面心立方结构,其中厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的TiN(111)衍射峰较强;厚度比为1∶2的TiN/TiSiN多层涂层摩擦因数最低,表明掺入Si的含量越大,涂层减摩性能越好;TiN/TiSiN多层涂层的减摩作用、硬度和结合强度都优于TiN涂层,且厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的硬度和结合强度均最大;厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的耐腐蚀性最高,表明Si元素的掺入能够提升涂层的耐腐蚀性能。     

氮化物涂层对65Mn钢割灌机刀片摩擦磨损性能的影响

利用PVD多弧离子溅射在65Mn钢试样基体表面分别沉积TiN,TiAlN和A1CrN涂层,并进行纳米压痕试验和划痕试验,对比其表面硬度和膜-基结合强度,分别采用UMT-2摩擦磨损试验机在不同载荷(5N,10N,15N,20N)下对4种试样进行摩擦磨损试验,对比不同氮化物硬质涂层对65Mn钢割灌机刀片摩擦磨损性能的影响,...     

等离子体浸没离子注入与沉积TiN/Ti复合涂层高温微动磨损特性研究

采用等离子体浸没离子注入与沉积技术（PIII＆D）,在T225NG钛合金基材上制备了TiN/Ti复合涂层.对沉积涂层的组织和化学成分作了XPS和AES分析,用扫描电镜SEM、能谱仪EDS和激光共焦扫描显微镜（LCSM）对该涂层大气氛围中室温（25 ℃）,200 ℃和400 ℃的微动磨损特性与基材进行了对比研究.结果表明：复合涂层中的组织为TiN和TiO2;在部分滑移区和混合区,PIII＆D TiN/Ti复合涂层摩擦因数随温度升高而降低,在滑移区,涂层摩擦因数波动较大,温度对基材摩擦因数影响不明显.在部分滑移区磨损轻微,在混合区和滑移区,涂层磨损机制以剥层和氧化磨损为主,局部存在磨粒磨损.     

Cu/FeS复合材料的摩擦磨损性能

采用原位反应合成法制备的Cu/FeS复合材料经真应变为6.4的挤压变形加工后,对其摩擦磨损性能进行研究。并利用扫描电镜观察磨损后试样的形貌,分析该材料磨损过程中的影响因素及磨损机制。结果表明,无论是试验过程中的载荷、滑动速度,还是材料本身的硬度都将影响材料的磨损性能,在该试验过程中材料磨损的机制以粘着磨损和磨粒磨损为主。     

脂肪醇对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型摩擦磨损试验机分别考察了Ti6Al4V/钢摩擦副在多种脂肪醇润滑下的摩擦磨损性能。结果表明,与液体石蜡相比,碳链长度小于碳8的脂肪醇作为Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑剂表现出良好的润滑性能,其润滑机制是在Ti6Al4V磨损表面形成吸附膜。载荷和频率明显影响Ti6Al4V/钢摩擦副在脂肪醇润滑下的摩擦磨损行为和摩擦磨损机制:当载荷较小时,Ti6Al4V磨损表面主要发生轻微的擦伤;随着载荷增加,Ti6Al4V磨损表面擦伤严重并在更高载荷下发生较为严重犁沟和塑性变形。     

陶瓷涂层/钢的摩擦磨损性能研究

在室温,载荷40,180,320N和速度100,200,300r／min下,对二氧化钛涂层试件与GCr15钢进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。结果表明：在油润滑的条件下,涂层的摩擦性能几乎都有很大的改善,摩擦因数呈下降的趋势,这与载荷所致的接触应力有关;在载荷一定的情况下,摩擦因数随着速度的增大而减小;在300r／min的高速情况下,随着载荷的增大,圆盘的磨损量呈下降的趋势。针对摩擦磨损试验中圆盘磨损量出现的负增长,提出了一种滑动摩擦磨损机制,此模型可以很好地解释试验中所出现的现象。     

Friction and Wear Behaviors of TiN Coatings under Dry and Vacuum Conditions

In this study, pure TiN coatings were applied on AISI 52100 steel surfaces with a magnetron sputterer at different direct current (DC) powers and N₂ flows to develop a wear-resistant coating for sliding tribopairs working in atmospheric and vacuum conditions. Wear and friction characteristics of these coatings were investigated with a tribometer under both vacuum and atmospheric conditions. DC power and N₂ flow affected the coating thickness and structure. TiN coatings showed different wear and friction characteristics under ambient and vacuum conditions due to the oxidation level of the surface.     

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。     

TiVN涂层的耐磨性与切削性能的关联研究

通过多弧离子镀沉积技术制备了TiN和TiVN涂层,对比了两种涂层在不同工况下的摩擦磨损性能和切削性能,并指出影响刀具涂层服役性能的主要因素。结果表明,V元素掺杂有效提高了TiN涂层的硬度和结合力、减小了TiN涂层的摩擦因数和低温下的磨损率,但V容易氧化的特性导致500 ℃及以上温度TiVN涂层产生较高的磨损率。切削测试表明,在麻花钻的主切削刃和横刃区域两种涂层发生明显的剥落,而在后刀面涂层未发生明显剥落,TiVN涂层较高的膜基结合强度和耐磨性能使得它对刀具的防护效果更佳;刀具涂层的服役性能与其耐磨性能和膜基结合强度有关,刀具的主切削刃和横刃区域对涂层的耐磨性能和膜基结合强度有着苛刻的要求,且切削刃尖端温度较高,对涂层的高温耐磨性能和膜基结合强度要求也高。     

Fe基非晶涂层的组织结构与耐磨性研究

利用电弧喷涂技术在45#钢基体上制备了Fe基非晶合金涂层。与YG8球配副,在干摩擦条件下对涂层与45#钢的摩擦磨损性能进行了对比研究。采用XRD、扫描电镜及显微硬度计等分析仪器对涂层组织结构及磨损形貌进行表征。结果表明:涂层中含有非晶相,孔隙率较少,涂层平均硬度高达HV1124。与45#钢相比,涂层的摩擦因数较小,耐磨性明显高于45#钢基体,其磨损机制以片状剥落为主。     

Ni-P-PTFE化学复合镀层的耐磨性能研究

制备了Ni-P-PTFE化学复合镀层,在MM-200型磨损试验机上研究了PTFE加入量、热处理温度和载荷对复合镀层摩擦因数和磨损量的影响。结果表明:镀层摩擦因数在PTFE加入量为8mL/L时最小,同时镀层磨损量在此时也最小;在不同热处理温度下,Ni-P-PTFE复合镀层表现出较好的耐磨性和较小的摩擦因数;当载荷超过98N后,镀层的摩擦因数增大;随着载荷的增大,镀层的磨损量增大。     

水润滑橡胶/镀镍钢配副摩擦磨损机理研究

对水润滑轴承专用橡胶／镀镍钢配副分别在干摩擦、边界润滑条件下用数显式高速环块摩擦磨损试验机进行了摩擦磨损试验，并借助SEM分析了其摩擦磨损机理。结果表明：千摩擦条件下主要为粘着磨损，边界润滑条件下主要为磨粒磨损。     

Ti/TiN复合膜工艺优化及性能研究

利用正交试验和极差分析方法，分析了多弧离子镀Ti／TiN复合膜中工艺参数（弧电流、氮气分压、基体负偏压、钛过渡层厚度）对Ti／TiN复合膜的纳米硬度和膜与基体的结合力的影响及主次关系，并通过正交试验对工艺参数进行了优化。研究表明，氮气分压和弧电流是影响Ti／TiN复合膜纳米硬度的2个最主要因素，膜层与基体的结合力随着弧电流的增加而下降；升高基体负偏压，虽然可以提高Ti／TiN复合膜纳米硬度和膜与基体的结合力，但是高负偏压将急剧升高基体温度，可能导致基体退火；沉积一定厚度的钛过渡层可以显著提高TiN膜层与基体的结合力。     

Effects of Loadings on Friction and Wear Behaviors of Cathodic Arc Ion Plating AlTiN Coating at High Temperature

A layer of AlTiN coating was deposited on YT14 cutting tool by cathodic arc ion plating (CAIP) and the coefficients of friction (COFs) of the AlTiN coating under different loads at a temperature of 800°C were investigated with a high-temperature wear tester. The wear morphologies, chemical elements, and phases of the coating after wear were analyzed with scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectrometry (EDS), and X-ray diffraction (XRD), respectively, and the contours of wear tracks were investigated with a comprehensive measurement tester for material surface performance. The effects of loads on COFs and wear resistance of the AlTiN coating were analyzed, and the wear mechanism of the AlTiN coating at high temperature is discussed. The results show that the mixed oxides of Al₂O₃ and TiO₂ are produced under high temperature to improve the lubrication performance and wear resistance of the AlTiN coating. The average COFs of the coating under loads of 5, 7, and 9 N are 0.6495, 0.5897, and 0.3898, respectively. The COFs of the coating decrease with increasing load; as a result, the AlTiN coating is suitable for heavy loads at high temperature. The friction and wear mechanisms of the AlTiN coating are primarily composed of oxidation wear and abrasive wear, accompanied by fatigue wear and adhesive wear.     

稀土Y对H13钢表面TiN薄膜高温摩擦磨损性能的影响

利用离子镀技术,在H13钢基体上制备了TiN薄膜,并且添加稀土元素Y作为过渡层处理,进行TiN系列薄膜高温摩擦磨损性能的对比试验。结果表明,采取适当的镀膜工艺添加稀土元素Y后,TiN薄膜处理的试样的摩擦因数由0.163减小到0.129,磨损率也由0.88‰降低到0.09‰。试样表面的磨损形貌分析结果表明,TiN薄膜处理的试样表面有大片的粘着磨损破裂区和由磨粒磨损引起的较深犁沟;TiYN薄膜处理的试样则保持了较平顺的磨损表面,没有明显的粘着磨损破裂区和磨粒磨损形成的犁沟。稀土元素Y的加入,进一步改善了TiN薄膜的高温摩擦磨损性能,提高了H13热作模具的抗磨减摩效果。