电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.     

电弧喷涂NiAl涂层摩擦磨损性能研究

利用双丝电弧喷涂技术在6061 -T6铝合金基底上制备了NiAl-95/05和NiAl-80/20两种不同成分的镍铝涂层.采用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行对比分析,并采用滑动摩擦和滑动磨损试验方法,研究了两种涂层的滑动摩擦磨损性能.结果表明,两种涂层均与基体结合紧密,无裂纹;NiAl-95/05涂层中的主相为(Ni)固溶体,而NiAl-80/20涂层中主要组成相为Ni3Al和NiAl; NiAl-95/05涂层和NiAl-80/20涂层显微硬度的平均值分别为219 HV和312 HV.摩擦磨损试验结果表明,在干态和水润湿条件下,NiAl-80/20涂层的滑动摩擦系数较大;而在油润湿条件下,两种涂层的滑动摩擦系数基本相等;显微硬度和滑动摩擦系数共同决定了涂层的滑动磨损性能,NiAl-80/20涂层的滑动磨损性能明显优于NiAl-95/05涂层.     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

电弧喷涂铁基非晶涂层的结构与性能

用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备一种含非晶和纳米晶的Fe基涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能.并用谢乐公式计算晶粒尺寸.结果表明,涂层呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成.涂层结构致密,孔隙率低,氧化物含量较少,涂层含有非晶和纳米晶,晶粒尺寸为10~40 nm,利用X射线衍射强度比较法测量涂层中非晶相的含量为55.3%.涂层具有很高的硬度,其显微硬度最高达到1 260 HV0.1.     

电弧喷涂铁基镍铬合金涂层的耐碱脆性能

研究一种铁基镍铬合金涂层的耐碱脆性能。采用慢拉伸试验和扫描电镜,对Q345R标准圆柱试样和相对应的带有电弧喷涂层的试样进行了拉伸试验,对断口微观形貌进行了观察和分析。表明,电弧喷涂该种涂层有良好的抗应力腐蚀性能,可以作为较高温度下的碱脆防护涂层。     

非晶碳涂层的摩擦磨损性能研究

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅表面制备梯度变化非晶碳涂层(类金刚石薄膜),通过调整工艺参数获得厚度在1～2μm的涂层.采用MML多功能纳米性能测试系统测试了非晶碳涂层的纳米硬度和弹性模量.采用CETR UTM-2型显微摩擦测试仪测试了非晶碳涂层在不同载荷下的摩擦磨损行为.结果表明,涂层具有较高的硬度和弹性模量,可以分别达到12.5GPa和184GPa;涂层在不同的载荷下具有较好的摩擦性能,摩擦因数基本保持在0.1左右,磨损率达到10-9 mm3/ N·m数量级.     

电火花沉积非晶涂层的组织结构与摩擦磨损性能

以Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀非晶态合金棒为电极,利用电火花沉积技术在ZL101铝合金表面制备了锆基合金涂层.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、显微硬度计和摩擦磨损实验机等对涂层的微观结构、表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析测试.结果表明,沉积层表面较致密、均匀,为典型的“溅射状”花样形貌;沉积层主要由非晶、ZrO₂和Cu₈Zr₃等相组成;沉积层的平均显微硬度为1 555 HV 0.01,约为基材的15倍,摩擦系数仅为0.096,呈现出良好的减摩耐磨特性,沉积层的磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损.     

电弧喷涂Fe基非晶硬质涂层的组织及性能研究

利用电弧喷涂方法制备了两种铁基非晶涂层。对涂层的微观组织形貌进行了扫描电镜观察，发现FeCrMoMnBCSi涂层组织更致密；涂层主要由晶化相和非晶相共同组成，其中涂层中非晶相的相对含量可以通过对XRD衍射结果进行Pseudo-Voigt拟合计算而得；涂层的维氏显微硬度（HV）超过了1000，属于超硬涂层。涂层成分及组织结构的差异直接影响了涂层的力学性能。     

超音速火焰喷涂碳化铬基涂层的高温摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂方法制备出NiCr/ Cr3C2 和NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 两种涂层,?炝肆街滞坎愕淖橹?测定了两种涂层在650 ℃和800 ℃下的摩擦磨损性能,进而分析了BaF2 ·CaF2 共晶相对涂层的润滑减摩作用,讨论了两种涂层的适用范围。结果表明,NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 涂层在800 ℃展现出优异的耐磨自润滑效果,摩擦系数最低,仅为0. 2644,磨损率也较小,为5. 88×10-6 mm3 / (N·m);而NiCr/ Cr3C2 涂层在650℃的磨损率更小,仅为3. 66×10-6 mm3 / ( N·m)。两种涂层在不同温度下表现出不同的摩擦磨损机制:NiCr/Cr3C2 涂层在650 ℃和800 ℃均表现为典型的粘着磨损,但在650 ℃时有疲劳迹象,在800 ℃时则发生严重塑性变形;NiCr/ Cr3C2-BaF2·CaF2 涂层在650 ℃以磨粒磨损为主,在800 ℃时,由于氟化物润滑膜的作用,仅发生轻微的粘着剥落。     

超音速火焰喷涂涂层的摩擦磨损性能研究

采用划痕分析和干砂粒/橡胶轮磨损测试,主要研究了超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,简称HVAF )WC涂层与Al-Ni-Cu合金的摩擦磨损性能,并且与电镀硬铬的性能进行了对比.结果表明,HVAF WC涂层和Al-Ni-Cu合金都发生微量磨损,而电镀铬层中发生明显的增重,同时导致Al-Ni-Cu合金大量磨损.在与Al-Ni-Cu合金对磨中,HVAF WC涂层的磨损机理为磨粒磨损,而电镀硬铬为粘着磨损.滚动接触疲劳磨损对涂层均有作用.     

超音速电弧喷涂Ni-Ti涂层的磨粒磨损性能研究

采用超音速电弧喷涂工艺在2Cr13马氏体不锈钢基体上制备了Ni-Ti涂层。用X射线衍射研究了涂层的相组成,用扫描电镜对涂层的显微结构和磨损后形貌进行了分析,测试了涂层的显微硬度,在橡胶轮磨粒磨损试验机上研究了涂层的耐磨粒磨损性能。结果表明,Ni-Ti涂层主要组织为NiTi(B2)相和一定量的TiO、NiO等氧化物,该涂层不仅有较高的硬度,而且较2Cr13基体有更加良好的耐磨粒磨损性能。     

冷喷涂铁基非晶复合涂层的制备及摩擦性能研究

非晶合金拥有独特的短程有序、长程无序原子排列结构,具有高强度、高硬度及优异的耐腐蚀和耐磨损等性能,在防护涂层领域具有很强的应用潜力。以低温固态沉积为特点的冷喷涂层制备技术,可有效避免喷涂过程中非晶合金材料的氧化和晶化问题,但是冷喷涂技术严重依赖于粉末的塑性变形能力。为提高非晶合金颗粒在高速撞击下的沉积变形性能,本论文创新采用液氮-常温循环深冷处理工艺方法对Fe_87.4Cr_2.5Si_6.8B_2.4C_0.9非晶合金粉末进行预处理,通过调控冷喷涂工艺参数,成功在6061铝合金基体表面制备非晶涂层。同时研究了深冷处理工艺对非晶粉末沉积行为以及涂层微观组织的影响机理,通过摩擦磨损试验研究非晶合金涂层的摩擦磨损性能。结果表明：使用原始非晶粉末制备得到的涂层厚度仅为6μm,且非晶颗粒在基体表面不连续分布,只有粒径较小的非晶颗粒可发生有效的塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较低;使用经过深冷预处理的非晶粉末制备的涂层平均厚度为67μm,且涂层内非晶合金颗粒分布均匀,粒径较大的非晶颗粒也可发生有效塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较高。在摩擦磨损过程中6061铝合金基体的主要磨损机制为粘着磨损与疲劳磨损,非晶涂层的主要磨损机制为磨粒磨损,且使用原始非晶粉末和循环深冷处理粉末制备得到的非晶涂层的质量磨损量较低,分别为6061铝合金基体质量磨损量的15.7%、11.8%。     

大块非晶合金摩擦磨损性能研究现状与发展

简要介绍了大块非晶合金及材料摩擦磨损性能的特点,从摩擦系数、磨损特征、摩擦形式上综述了大块非晶合金摩擦磨损基本问题、热处理对大块非晶合金摩擦磨损性能影响的研究现状,并对其发展趋势进行了展望.     

高速电弧喷涂含非晶相Fe基涂层的摩擦磨损特性

采用高速双丝电弧喷涂技术制备了含有非晶相的铁基涂层.对Fe55Cr12Mo10Cu2Y2B6C13涂层的摩擦磨损特性及相关的力学性能:涂层显微硬度,与基体的结合强度和进行了测试分析.结果表明:①涂层摩擦因数低于基体材料Q235,磨损量也显著降低,涂层的磨损机理主要表现为剥离磨损.②涂层的显微硬度高于1 000 HV,属于硬质涂层,涂层与基体的结合方式主要以机械结合为主.③涂层的力学性能随组织结构变化有起伏.     

冷喷涂铁基非晶复合涂层的制备、微观组织及摩擦性能

采用液氮-室温循环深冷处理工艺方法对Fe87.4Cr2.5Si6.8B2.4C0.9非晶合金粉末进行预处理,通过调控冷喷涂工艺参数,成功在6061铝合金基体表面制备非晶涂层.同时研究了深冷处理工艺对非晶粉末沉积行为以及涂层微观组织的影响机理,通过摩擦磨损试验研究非晶合金涂层的摩擦磨损性能.结果表明:使用原始非晶粉末制备...     

放电等离子烧结铁基非晶涂层的滑动与冲蚀磨损性能

目的研究放电等离子烧结的Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)Y_2C_(15)B_6非晶涂层在滑动和冲刷条件下的耐磨性。方法利用放电等离子烧结(SPS)技术,制备Fe基非晶态合金涂层。通过滑动磨损实验和冲蚀磨损试验,分别评价非晶涂层的滑动磨损性能和冲蚀磨损性能,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析非晶涂层的组织结构以及磨损形貌。结果非晶涂层在滑动摩擦条件下,随着载荷由10 N增加至20 N,磨损率由0.089×10~(-3)mm~3/m上升到0.216×10~(-3)mm~3/m,但摩擦系数由0.841减小到0.778。非晶涂层在冲蚀磨损条件下的体积磨损率随着冲蚀角度(30°~90°)的增加,先增大后减小,45°时达到极大值(15.80 mm~3/h)。磨损表面形貌表明,铁基非晶的滑动磨损机制主要是疲劳磨损和粘着磨损,冲蚀磨损机制主要表现为构成涂层的粉末颗粒的脆性剥落。结论与常用AISI 52100轴承钢相比,SPS制备的非晶涂层在滑动摩擦条件下有着显著的低磨损率和低摩擦系数,但在冲蚀磨损条件下的耐磨性能较差。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层组织与耐磨损性能

采用ZPGD-400型电弧喷涂机在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及滑动磨损试验机对喷涂涂层的显微组织、结合状态、硬度以及磨损表面进行分析.结果表明,Ti6Al4V涂层组织呈典型的层状特征,孔隙少,涂层与基体结合紧密,涂层平均显微硬度1013 HV0.2其耐磨损性能为Q235钢的20倍,磨损机制主要为剥层磨损和粘着磨损.     

等离子喷涂FeCrMoCBY铁基非晶涂层耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术制备了FeCrMoCBY铁基非晶涂层,研究了铁基非晶涂层在3.5％NaCl溶液中浸泡不同时长后的电化学腐蚀性能和微观组织结构.结果 表明,在720h的浸泡期间,涂层的耐蚀性经历了先提高后降低的变化,在浸泡216h时达到最优,腐蚀电流密度达到最低,为3.393× 10-5A·cm-2,且此时涂层的表面更...     

60Si2Mn钢高速电弧喷涂耐磨涂层的摩擦磨损性能

为提高旋耕刀的耐磨性并延长其使用寿命,利用高速电弧喷涂技术在旋耕刀材料60Si2Mn钢表面制备NiAl粘结层与Ni-Al2O3、Cr2O3、SiC、Cr、Ti和Fe构成的耐磨涂层。经XRD、显微组织分析及硬度测试得到,耐磨涂层由Fe9.64Ti0.36、FeAl、Al2O3和SiO2多相组成,组织均匀致密,表面硬度达到1 037 HV0.2,比传统淬火、中温回火的表面硬度提高69%,表层硬度最高达到1 202HV0.2。摩擦磨损试验结果表明,耐磨涂层与传统淬火、中温回火相比,体积磨损量下降60%,摩擦因数降低44%,电弧喷涂涂层有效的降低了摩擦和磨损,改善了材料的耐磨性。     

电弧喷涂FeBC涂层的微观结构与磨粒磨损性能

采用电弧喷涂技术制备了不同硼、碳元素含量的FeBC系涂层。采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法分析了涂层的微观组织及相结构,并对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能进行了测试。结果表明,制备的FeBC涂层中氧含量较低,含有微小裂纹和未熔颗粒,随着B,C含量的增加,涂层中未熔颗粒增多,所形成的Fe2B,Fe23(C,B)6硬质相可显著提高涂层硬度和耐磨性,试验中添加质量分数为8%的B和0.4%的C时涂层耐磨性能最好,随着B,C含量的继续增加,耐磨性降低。