铁铝金属间化合物基涂层的高温滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备了Fe-Al金属间化合物涂层及Fe-Al/WC复合涂层，研究了从室温至650℃不同试验温度下两种涂层的滑动磨损性能。结果表明，在高温下磨损面发生摩擦氧化反应形成大面积的氧化物保护层，降低了涂层的摩擦系数；剥层磨损是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Fe-Al涂层及Fe-Al/WC复合涂层表现出优异的高温耐磨性。添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度，从而提高了涂层的耐磨性；但高温下WC易发生氧化和分解，使复合涂层的高温耐磨性下降。     

高速电弧喷涂Al-Ni-Mm-Co涂层在脂润滑下的摩擦磨损性能

针对铝合金硬度低、耐磨性差的问题,采用电弧喷涂分别在6061铝合金基体表面喷涂Al和Al-Ni-Mm-Co涂层,采用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别对涂层硬度、涂层显微结构、涂层成分进行分析。采用球-盘式往复摩擦试验机考察涂层在脂润滑下的摩擦学性能,并对磨痕形貌和表面主要元素进行观察。结果表明,Al-Ni-Mm-Co涂层的减摩性和抗磨性能均优于6061铝合金和Al涂层,其优异的摩擦学性能归结为摩擦表面形成的Al2O3、NiO、CoO等氧化保护层,主要的磨损形式为疲劳磨损。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦学特性

运用高速火焰喷涂方法，选用自主研发的Fe-Al／CrsC2喷涂材料，在20钢基体上制备了复合涂层。利用XRD分析了涂层的相组成，利用SEM分析了涂层表面以及磨损表面形貌，对涂层进行了EDAX分析，并对涂层的摩擦学特性进行了研究。结果表明：高速火焰喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层中主要相包括Fe3Al、Cr3C2和α-Fe相，涂层的磨损率随温度的升高而下降，具有很好的抗高温磨损性能。     

温度对火焰喷涂FEP涂层制备及摩擦学性能的影响

利用火焰喷涂在不同预热温度制备了FEP涂层，评价了环境温度对涂层摩擦学性能的影响，并对涂层进行了XRD、SEM等分析。结果表明：FEP涂层的最佳预热温度为270℃，此时涂层与基材的结合面上缺陷很少。FEP粉末和涂层中都含有无定形和结晶相，形成涂层后的结晶度有了明显的提高；环境温度在200℃以下时，涂层摩擦因数变化不大；200℃以后摩擦因数迅速增大，且涂层的磨损率随着环境温度的升高而增大；在较高的环境温度下，涂层的磨损呈现出明显的疲劳磨损特征。     

关节轴承喷涂MoS_2/石墨复合涂层摩擦学性能的研究

以Mo S2/石墨为固体润滑剂,无机磷酸盐为胶粘剂,利用喷涂方式在GE20ES型关节轴承表面制备不同配比的Mo S2/石墨复合涂层,考察了这些复合涂层在旋转摆动条件下的摩擦磨损性能。结果表明,不同配方的Mo S2/石墨复合涂层均显示了较好的减摩耐磨性能,其中当Mo S2与石墨的配比为3∶1时,Mo S2与石墨有较好的协同效果,复合涂层的摩擦学性能最好。     

铝添加对等离子喷涂氧化铝涂层摩擦磨损性能的影响

采用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层,考察其摩擦磨损性能。利用SEM和OM对涂层显微结构和磨损形貌进行分析,考察了涂层的气孔率、显微硬度、结合强度和导温性能等。结果表明:由于金属铝良好的导热和延展性能,适量的添加铝在一定程度上改善了氧化铝涂层的层间结合和导温性能,也提高了涂层的耐磨性能。     

电弧喷涂铝涂层工艺参数优化和涂层结构分析

采用电弧喷涂方法在Q235钢基体上喷涂铝涂层，并用正交设计的方法对工艺参数进行了优化。确定优化后的最优工艺参数为：喷涂电流150A，喷涂电压32V，雾化空气压力0．6MPa，喷涂距离150mm。试验结果表明：采用优化后的最优工艺参数进行喷涂，所得孔隙率比优化前降低了9．88％，而结合强度比优化前提高了2．30％，其主要原因是采用了较大的电弧功率为粒子重新融合创造了条件。喷涂电压和喷涂电流对提高电弧功率所起的作用不同，提高喷涂电流比提高喷涂电压对改善涂层质量更有效。     

立方氮化硼复合固体涂层的摩擦学性能研究

将固体润滑剂MoS2、WS2、Sb2O3与立方氮化硼（CBN）复配制备成复合固体涂层,通过正交试验确定复合固体涂层各组元的最优配比,在高温高压条件下考察复合固体涂层的摩擦学性能。试验结果表明,CBN、WS2、MoS2、Sb2O3的质量比为3∶2∶2∶1时,制备的CBN复合固体涂层摩擦因数最低,其中CBN和WS2在复合涂层中起主要的减摩抗磨作用。制备的CBN复合固体涂层在高温高压下仍具有优良的减摩抗磨性能,其摩擦因数随温度的升高而增加,随压力的增加而降低。     

高速电弧喷涂Fe-Al涂层在高温磨损中的摩擦氧化行为

采用滑动磨损试验方法,研究从室温(23℃)至650 ℃高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层的摩擦氧化行为。结果表明,高温下Fe-Al涂层滑动摩擦因数降低的主要原因是磨损面发生摩擦氧化反应,形成了具有固体润滑作用的氧化物保护层,该保护层由Al2O3、Fe3O4及Fe2O3组成。氧化物保护层形成的机制是磨屑的动态氧化和微区热压烧结。涂层的扁平颗粒在摩擦磨损过程脱落成为磨屑;随着滑动摩擦磨损的进行,在Si3N4球的反复碾压及摩擦热的共同作用下,磨屑将不断地发生断裂、碎化及动态氧化而成为氧化物粉状屑,并通过微区热压烧结方式形成氧化物层,覆盖于磨损涂层表面。在高温下Fe3Al和FeAl金属间化合物相具有较高的强度和硬度,能有效地抵抗较高硬度的Si3N4球的压入及微犁削,使磨损面上的氧化物保护层不易开裂和脱落。     

SiCp增强铝基复合材料与芳纶纤维增强摩擦材料摩擦副摩擦学特性与模型研究

对 Si Cp含量为 2 0 % (vol% )的铝基复合材料和芳纶纤维增强摩擦材料组成的摩擦副在干摩擦条件下的摩擦学特性进行了试验研究。试验表明 :摩擦副的摩擦系数受 Kevlar增强摩擦材料的热分解温度所控制 ,当温度低于2 0 0℃时 ,摩擦系数随滑动速度和温度增大而增大 ,并处于较高水平 ;当温度高于 2 0 0℃时 ,摩擦材料发生热分解 ,摩擦系数急剧下降到较低水平。摩擦材料具有磨损量和磨损率随滑动速度增加而减小的明显特征 ,摩擦副具有良好的耐磨性。建立了描述该摩擦副摩擦特性的数学模型。并用其解释了实验中的摩擦学现象。     

复合纳米润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

采用超声机械法制备了经过化学修饰的纳米Al2O3、SiO2、MgO复合粉体,使其稳定地分散在基础油中,考察了油的摩擦学性能,用扫描电镜(SEM)、X射线能量色谱仪(EDS)分析了摩擦副表面的形貌和组成,同时初步分析了添加剂的润滑机理.结果表明:所制备的复合纳米粉体为平均粒径58 nm的球形微粒,在润滑油中具有较好的抗磨减摩能力,表现出良好的自修复效果.     

超声机械法制备一种抗磨润滑添加剂的自修复效应

采用超声机械法制备纳米A l2O3、SiO2、MgO等颗粒并对其进行化学修饰,使其稳定地分散在基础油中,获得自修复纳米润滑添加剂MF。通过四球试验与止推圈试验考察摩擦学性能,试验结果表明:自修复纳米润滑添加剂具有良好的分散稳定性和自修复性。     

Tribological Properties of Pulsed Laser Deposited WSex(Ni)/DLC Coatings

The tribological performance and tribochemistry of both single-layer WSe_x(Ni) and bilayer WSe_x(Ni)/diamond-like carbon coatings formed on steel substrates by pulsed laser deposition are evaluated. The ball-on-disk tests of the coatings in air show that at a laser fluence of 100 J cm^–2 and a partial pressure of argon 2 Pa, the endurance of the top WSe_x(Ni) film in the bilayer coating is nearly four times greater than for single-layer WSe_x(Ni) film. For the top WSe₂(Ni) layer 170 nm thick, deposited onto DLC coating 200 nm, the coating friction coefficient was kept 0.03–0.09 during nearly 2 × 10⁴ cycles.     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究

利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备了WC-Co涂层，测定了涂层孔隙率、显微硬度及干摩擦磨损过程中涂层材料失重，得出涂层干摩擦因数随时间的变化关系，分析了涂层摩擦磨损机制。结果表明，WC-Co涂层致密，平均孔隙率为1．29％，显微硬度达1140HV（测试载荷2．94N），干摩擦条件下材料失重低于电镀Cr镀层2个数量级；摩擦初期，干摩擦因数迅速增加，主要磨损特征是粘结相富Co区的犁沟切削，摩擦中后期，摩擦副间实际接触面积增大，摩擦因数变化较小，磨损趋于稳定。WC-Co涂层的主要磨损机制是疲劳磨损和犁沟切削。     

有机钼型复合润滑油添加剂的高温摩擦学性能

以全配方矿物基50CC 柴油机油和 SF/15W-40型汽油机油作为基础润滑油,采用微动、滑动磨损试验机考察了有机钼复合添加剂对45钢/GCr15轴承钢摩擦副的高温微动、滑动磨损性能的影响.结果表明:有机钼添加剂通过分解、吸附和摩擦化学反应,在金属表面形成了吸附的磷酸盐和含 FeS,MoS_2的化学反应膜共同组成的复合表面保护膜,从而有效地改善45钢/GCr15轴承钢摩擦副的高温微动、滑动磨损性能,并具有明显的减摩效果.     

高速电弧喷涂铁基Cr3C2复合涂层的显微组织

采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2粉芯丝材在20钢上制备复合涂层,采用SEM、TEM、XRD等研究了涂层的显微组织和物相结构。结果表明：涂层与基体结合紧密,具有致密的层状结构,颗粒扁平细小,孔隙率低,具有较高的显微硬度;在涂层中存在着多种结构复杂的组织和化合物相,其中α-Fe为基体相,主要硬质相为（Fe,Cr）23C6、（Fe,Cr）7C3,另外还有FeCr2O4、Cr2O3等氧化物相,其中某些物相之间存在着平行的晶体学取向关系。     

Fe3Al金属间化合物及其复合涂层的组织结构与性能

以Fe3Al金属间化合物粉末与WC混合粉末作为喷涂材料,采用热喷涂的方法在Q235钢基体上制备出复合涂层。对涂层组织与性能进行了分析。结果表明：该类涂层组织致密,硬度较高,具有良好的耐磨性能。