PCVD法在模具钢表面沉积Ti(CN)涂层的研究

应用PCVD技术，以金属有机物钛酸丙酯(TPT)代替TiCl4作钛源，在H13模具钢表面沉积Ti(CN)涂层，研究了不同工艺参数对涂层组织和性能的影响。试验结果表明，采用适当的沉积温度、压力及氮气流量，可以在H13钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层，显著提高模具的表面硬度和使用寿命。该结果在实际应用中取得了良好的效益。     

真空热处理对Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层体系组织结构及元素扩散行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在Ti6Al4V基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层. 通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、 X射线衍射(XRD)分析以及显微硬度测试, 研究了真空热处理对NiCrAlY涂层组织性能的影响, 讨论了Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面元素扩散规律. 结果表明: 700.℃真空热处理后, NiCrAlY涂层中开始析出γ′-Ni3Al相, 这提高了涂层的表面硬度; 在700.℃温度下, Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面由外至内出现Ni3(Al,Ti)、 TiNi和Ti2Ni中间化合物层, 并随着温度提高, 界面处中间化合物层增厚; 700.℃时, 主要发生了镍、钛元素的扩散, 铬元素在870.℃开始发生扩散. 当温度提高到950.℃后, 由于镍元素大量向Ti6Al4V基体扩散引起涂层的退化失效.     

阴极离子镀TiAlSiN涂层高温摩擦与磨损性能

采用阴极离子镀在H13钢表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、原子力显微镜分析了涂层表面-界面形貌、物相和三维表面微观形貌。利用EDS面扫描分析了磨痕表面化学元素分布,讨论了高温对涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiAlSiN涂层表面主要元素由Ti、Al、Si和N组成,主要物相为(Ti,Al)N,未发现Si3N4相;高温氧化后生成的致密氧化膜Al2O3提高了涂层高温抗氧化性,Si O2降低了涂层表面摩擦因数,结构疏松的Ti O2易导致涂层破裂和剥落;TiAlSiN涂层表面粗糙度高于基体表面粗糙度,磨痕表面Ti和Al元素出现贫集区,表明涂层被磨穿;在700、800和900℃下,涂层表面摩擦因数均在0.3左右,在700℃时磨损机制主要为氧化磨损和粘着磨损,在800℃和900℃时主要为氧化磨损,伴随着少量粘着磨损和磨粒磨损。     

自动化切割用硬质合金表面涂层的力学性能

采用化学气相沉积法,在硬质合金材料表面制备Ti CN/Fe2O3/Ti N复合型涂层,研究复合型涂层的微观组织、硬度、物相和界面结合力。结果表明,沉积温度为1 200℃时,复合涂层的微观硬度为1 827 HV,其与基体的结合强度最大,临界载荷为134.9 N。     

NiCrAIY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrAlY涂层,测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃～1100℃的氧化动力学曲线.实验结果表明:K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.900℃和1000℃时,K17合金上沉积NiCrAlY涂层后,明显改善了合金的抗氧化性.1100℃时,涂层的保护作用不如900℃和1000℃.900℃氧化时,NiCrAlY涂层氧化膜由α-A12O3和Cr2O3组成;1000℃氧化时,氧化初期,NiO、Cr2O3和A12O3 3种氧化物同时生成.随着氧化的进行,不仅氧化膜增厚,而且发生较复杂的反应,氧化膜的相组成发生变化.随着氧化温度升高,涂层和基体之间元素扩散加剧,Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一.氧化膜从涂层上剥落下来,也导致了涂层抗氧化能力降低.     

反应磁控溅射法制备(Ti,Al)N薄膜的力学性能

以WF6和H2为原料,采用化学气相沉积法在纯铜基体上沉积出难熔金属钨涂层。分析研究了不同沉积温度(500℃,600℃,700℃)沉积层显微组织、表面形貌、表面粗糙度及相关机制。试验分析表明:随沉积温度升高,沉积速率加快,涂层组织柱状晶生长取向趋于杂乱;沉积层表面形貌发生明显改变,表面粗糙度显著增加。杂质颗粒对沉积组织有显著的影响,造成沉积表面粗糙度显著增加。     

以HMDS为前驱体沉积SiC涂层的研究

以六甲基二硅胺烷(HMDS)作为硅源和碳源,H2为载气,Ar为稀释气体,前驱体由载气通过鼓泡法带入反应室,通过等温化学气相渗透法(Isothermal Chemical vapor Infiltration,ICVI)在SiC纤维表面沉积SiC涂层.通过控制沉积温度来控制涂层的表面形貌、厚度.研究表明,在1100℃沉积的涂层中开始有β-SiC晶相析出,适当降低沉积温度至950℃可以防止残余碳在反应室的富集,在950℃时SiC的沉积厚度与沉积时间呈近线性关系.     

Ti基板上磷酸钙薄膜的电沉积

主要研究电沉积条件如何影响沉积产物磷酸钙涂层的晶相。实验采用金属Ti作为基板,电解液为Ca(NO3)2(45mmol/L)与NH4H2PO4(25mmol/L)的稀混合液,通过改变沉积温度、沉积时间、电解液的pH值等参数,利用XRD、SEM表征沉积产物。结果显示:温度对晶相转变的影响最大,37℃时获得的晶相只有DCPD(CaHPO4·2H2O),当沉积温度升高到60℃时,HAP(Ca10(PO4)(OH)2)相含量增加。沉积时间对沉积产物的晶相类型没有影响。随着pH值的升高,DCPD和OCP(Ca8(HPO4)2(PO4)4·5H2O)相含量均在增加,证明高pH值不仅能影响晶相生长,而且能诱导晶相转变。SEM结果表明,在3V的沉积电压下,都能够得到厚度均匀的沉积涂层,但是以45℃为沉积温度并沉积15min时,Ti基板上得到的磷酸钙盐涂层最均匀,并且得到的HA前躯体比较有利于实验后处理,以得到质量较好的HA涂层。     

激光熔覆CoCrFeNi和AlCoCrFeNi中熵合金涂层的高温抗氧化性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面成功制备了CoCrFeNi和AlCoCrFeNi中熵合金涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对涂层的微观组织、成分分布和相组成进行分析;在此基础上,重点研究涂层的高温稳态氧化和循环氧化性能,分析涂层的氧化机理。结果表明：激光熔覆CoCrFeNi和AlCoCrFeNi中熵合金涂层与基体之间呈良好的冶金结合,涂层呈现单相FCC结构,其微观组织以柱状晶和等轴晶为主。在700、800和900℃高温氧化60 h后,CoCrFeNi和AlCoCrFeNi涂层的氧化层厚度远小于H13钢的氧化层厚度,抗氧化性能显著优于H13钢。在600℃经历6次循环氧化后,AlCoCrFeNi涂层表面几乎无氧化,CoCrFeNi涂层经历了5次循环后表面形成了极薄的氧化层;600℃循环氧化时虽然H13钢表面氧化层较薄,但结构比较疏松易剥落,对合金内部无法起到保护作用。表明CoCrFeNi和AlCoCrFeNi中熵合金涂层具有优异的高温抗氧化性能。     

真空热处理对Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层体系组织结构及元素扩散行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在Ti6A14V基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、X射线衍射(XRD)分析以及显微硬度测试，研究了真空热处理对NiCrAlY涂层组织性能的影响，讨论了Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层界面元素扩散规律。结果表明：700℃真空热处理后，NiCrAlY涂层中开始析出γ-Ni3Al相，这提高了涂层的表面硬度；在700℃温度下，Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层界面由外至内出现Ni3(Al，Ti)、TiNi和Ti2Ni中间化合物层，并随着温度提高，界面处中间化合物层增厚；700℃时，主要发生了镍、钛元素的扩散，铬元素在870℃开始发生扩散。当温度提高到950℃后，由于镍元素大量向Ti6A14V基体扩散引起涂层的退化失效。