高速电弧喷涂FeAlCrNi/Cr3C2复合涂层的摩擦学特性

使用T11以及THT07—135型高温磨损试验机对高速电孤喷涂（HVAS）FeAlCrNi／Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦磨损特性的研究,并用SEM,TEM,X－ray等手段观察分析了磨痕的形貌和成分、涂层截面的组织和相结构。结果表明：FeAlCrNi／Cr3C2复合涂层具有典型的层状结构且有较高的结合强度和硬度;在常温和高温下,涂层的摩擦系数在开始阶段存在“跑合”现象;随着温度的升高,涂层的摩擦系数降低,耐磨损性能提高;剥层磨损是FeAlCrNi／C邙2复合涂层的主要磨损形式;Cr3C2增强相的加入,大大提高了涂层的耐磨损性能。     

电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层性能的影响

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备3Cr13涂层,利用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电流120 A,喷涂电压32 V,喷涂距离230 mm、喷涂气压0.5 MPa,涂层硬度达608 HV0.1,孔隙率13.65%,磨损质量损失为3.10 mg,综合性能较好。     

高速电弧喷涂再制造曲轴FeAlCr/3Cr13复合涂层的性能研究

高速电弧喷涂再制造曲轴的使用寿命与涂层的结合强度和耐磨性有很大的关系。为了提高涂层的性能,研究了新型FeAlCr/3Cr13复合涂层的组织结构和力学性能,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构、相组成和残余应力。利用显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材作为打底层,合金元素反应充分,复合涂层组织均匀、致密,空隙率约9.87%。复合涂层相组成主要由韧性相α-Fe和硬质相Cr23C6、(Fe,Cr)固溶体组成,氧化物含量较低,约3.2%,复合涂层平均残余应力较小,约67.6 MPa,平均显微硬度HV0.1为4000 MPa,结合强度约46.6 MPa,油润滑高载摩擦条件下复合涂层表现出较好的耐磨性能。     

Microstructure and tribological characteristics of nitrided layer on 2Cr13 steel in air and vacuum

A 2Cr13 steel was gas nitrided in pure NH₃ gas atmosphere at 793 K for 20 h. The microstructure, composition and microhardness of the nitrided samples were examined. The tribological behaviour of the nitrided 2Cr13 steel in air and vacuum was investigated in order to analyse effects of the nitriding on wear resistance of the 2Cr13 steel. The results show that the nitrided layer consists of a compound layer and diffusion zone. The nitriding increases both the surface hardness and wear resistance of 2Cr13 steel in air and vacuum, and the anti-wear characteristic of the nitrided 2Cr13 steel in vacuum is much higher than that in air. The nitrided layer exhibits a mild wear in air, and avoids the severe wear that happens on the unnitrided steel. While the adhesion dominates the wear process in vacuum. The material transfer between the wear couples helps to improve the tribological characteristics of the nitrided layer in vacuum.     

不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响

研究了喷涂电压、喷涂电流、表面预处理、预热、后热处理对电弧喷涂3Cr13钢涂层结合强度的影响.结果表明：电弧喷涂φ2 mm的3Cr13钢丝材的适宜电压、电流为28～35 V、170～180 A;喷砂处理是提高涂层与基体结合强度的最佳表面预处理工艺;采用合适的表面预处理、喷涂打底层、严格控制基体的热量输入是提高涂层结合强度的有效途径.     

电弧喷涂4Cr13涂层的组织与性能研究

研究了喷砂粗化、喷涂打底涂层、电拉毛三种表面预处理工艺下电弧喷涂4Cr13涂层的组织与性能.利用扫描电镜、能谱仪等手段对涂层组织和断口形貌进行分析,同时对涂层的显微硬度和结合强度进行了测试.结果表明:电弧喷涂4Cr13涂层组织呈现出典型的层状结构.不同的表面预处理工艺对涂层的结合强度影响显著,喷砂粗化并喷涂打底涂层能使...     

Influence of individual Cr-C layer thickness on structural and tribological properties of multilayered Cr-C/a-C:Cr thin films

Multilayered Cr-C/a-C:Cr thin films were prepared by using a hybrid technique of combined vacuum cathodic arc/magnetron sputtering/ion beam deposition. The multilayered films consisted of a dense gradient base layer and 10 bi-layers of Cr-C (chromium matrix containing some carbon) and a-C:Cr (amorphous carbon matrix containing a small amount of chromium). The thickness of individual a-C:Cr layer was kept constant at about 18.5 nm, while that of individual Cr-C layer varied from 11.1 to 55.1 nm. It was found that an increase of the individual Cr-C layer thickness from 11.1 to 40 nm resulted in increase in material nanohardness from 7.6 to 13.6 GPa and Young's modulus from 107 to 164.8 GPa. However, a further increase in the individual Cr-C layer thickness to 55.1 nm led to decrease in nanohardness to 9.5 GPa and Young's modulus to 142.4 GPa. The scratch tests indicate that the adhesion strengths between the films and substrates are dramatically improved through the multilayered structure, acquiring critical loads exceeding 80 N. The results of pin-on-disk tests show that the lowest wear rate 1.35 × 10^− 6 mm³/Nm was achieved from the coated sample with the individual Cr-C layer thickness of about 40 nm.     

电热爆炸喷涂3Cr13涂层的微观结构和微观力学性能

采用电热爆炸定向喷涂技术,在45钢表面制备了3Cr13（AISI420）不锈钢涂层。用扫描电镜、EDAX和X衍射仪分析了涂层的微观结构;用显微硬度计和纳米压痕仪测试了涂层的微观力学性能。结果表明：电热爆炸喷涂3Cr13涂层致密,孔隙率为0．7％;涂层的相组成主要为α-Fe、Fe-Cr、α-Fe2O3、Cr2O3等,其中氧化物的含量较少;在涂层与基体的过渡区附近元素的互扩散现象较明显,证明涂层与基体主要是冶金结合。涂层的显微硬度最高达到了677．7HV0．1,平均值为626．4HV0．1,纳米压痕硬度达到了10．3GPa,弹性模量为220．3GPa。     

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Cr3 C2涂层热腐蚀行为

用高速电弧喷涂技术和自行研发的FeMnCrAl/Cr3C2粉芯丝材,在20钢样品表面制备了FeMnCrAl/Cr3C2涂层,采用光学显微镜、场发射扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法,对FeMnCrAl/Cr3C2涂层的显微组织和热腐蚀行为进行了研究,并与20钢做了对比试验研究.结果表明:FeMnCrAl/Cr3C2涂层主要由固溶相的凝片叠加组成,中间夹杂着氧化物相、未熔颗粒相和孔隙;FeMnCrAl/Cr3C2涂层抗热腐蚀性能明显优于20钢基体,热腐蚀增重约为20钢的1/3-1/4,涂层抗腐蚀性能提高的原因主要是:涂层热腐蚀后表面生成具有保护性的、致密的含Al、Cr氧化物和Cr与Fe的复合氧化物,阻碍了涂层进一步腐蚀.     

大气等离子喷涂NiCr/Cr3C2复合涂层的性能

采用化工冶金包覆、固相合金化和喷雾造粒技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合涂层,采用SEM、显微硬度计、万能试验机和马弗炉对粉体和涂层的显微结构、涂层的显微硬度、结合强度和氧化性能进行了分析。结果显示:NiCr/Cr₃C₂涂层呈典型的层状结构,各层间结合良好,结合强度为(27.4±5) MPa,涂层显微硬度约850 HV0.2,为结合层显微硬度的2.7倍,涂层为典型的脆性断裂,断裂的位置发生在涂层的层与层之间。NiCr/Cr₃C₂涂层850 ℃氧化动力学曲线基本符合抛物线氧化规律。在氧化过程中涂层表面生产了氧化膜,且氧化膜会发生脱落,同时涂层内部出现了偏析现象,析出了金属Cr。     

高速电弧喷涂FeMnCrNi/Cr3C2涂层的工艺优化及磨损性能

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层。通过正交试验研究了喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离对涂层形貌及性能的影响,获得了涂层制备的最佳工艺参数。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、显微硬度仪与激光共聚焦显微镜等研究了最佳工艺参数下制备的FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层的形貌及性能。结果表明:影响涂层性能的主次因素顺序为:喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流。最佳工艺参数为:喷涂电压31 V、喷涂电流240 A、喷涂距离200 mm。采用最佳工艺参数制备的涂层孔隙率为1.99%,显微硬度为719 HV0.1,是Q235钢的3.5倍,涂层的平均磨痕宽度、深度和截面积分别为281.95μm、4.42μm和564.81μm2,相比Q235钢分别减小了60%、72%和89%,具有更优的耐磨性;涂层的主要磨损形式为磨粒磨损。     

工艺参数对高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织结构的影响

用高速电弧喷涂制备Al/1Cr13复合涂层,采用3因素3水平正交试验法系统研究了电弧电流、电弧电压和喷涂距离对复合涂层的组织结构、孔隙率和氧含量的影响规律。采用扫描电镜对复合涂层的显微组织和孔隙率进行表征,采用氧氮含量分析仪测得涂层的氧含量。结果表明,在第9组喷涂参数即电弧电流为240A,电压为32V,喷涂距离为150mm的条件下制备的高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织较致密,Al和1Cr13涂层的孔隙率最低分别为1.6%和2.2%。Al涂层氧含量显著低于1Cr13涂层,最低约为2%。     

微球结构MoS2/FeS复合薄膜的制备及表征

采用离子注入结合低温离子渗硫法制备了MoS₂/FeS复合薄膜,并借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和纳米压痕仪对复合薄膜进行了表征。结果表明,复合薄膜呈微球结构,颗粒尺寸均匀,约为500 nm。复合薄膜主要由MoS₂、FeS及少量的氧化物组成。基体与复合薄膜的硬度分别为6.57和7.89 GPa,弹性模量分别为223.8和246.2 GPa。相对基体复合薄膜的硬度及弹性模量分别提高约20%和10%,弹性特征值H/E亦相应提高了约10%,表明其较基体具有更高的磨损抗力。     

hBN含量对等离子喷涂NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层力学性能的影响

采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术以Cr3C2和hBN为核心制备了NiCr/Cr3C2-h BN复合粉体,并用等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr3C2-hBN涂层,研究了涂层的显微结构、物相组成、显微硬度和结合强度。研究结果表明,等离子喷涂NiCr/Cr3C2-h BN复合涂层呈典型的层状结构,各层之间结合良好。涂层的显微硬度和结合强度均随hBN含量的增加逐渐降低,当hBN含量为20%时,涂层的显微硬度和结合强度分别为NiCr/Cr3C2涂层的66%和50%。涂层断裂位置发生在涂层内部,为典型的脆性断裂。     

电弧喷涂4Cr13涂层预处理工艺及组织与性能研究

采用喷砂粗化、喷砂+喷涂打底涂层、喷砂+电拉毛这3种工艺对QSTE420TM钢板进行表面预处理,之后采用相同工艺进行电弧喷涂4Cr13涂层,分析了涂层组织和断口形貌,测试了涂层的显微硬度和结合强度,对比了3种预处理工艺对涂层组织和性能的影响.结果表明:电弧喷涂4Cr13涂层组织呈现出典型的层状结构;不同的表面预处理工艺对涂层的结合强度影响显著,喷砂粗化+喷涂打底涂层能使4Cr13涂层获得最优的综合性能.     

高速电弧喷涂FeMnCr/Cr3C2涂层抗高温冲蚀磨损性能

针对超临界锅炉管道的严重冲蚀磨损问题,采用高速电弧喷涂技术在20钢表面制取耐磨涂层,并研究其高温冲蚀磨损特性。采用场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析等方法探讨涂层的冲蚀磨损规律。结果表明,FeMnCr/Cr3C2涂层最大冲蚀率出现在冲击角60°附近,表现出半塑性冲蚀磨损特征;其耐高温冲蚀性与FeCrNi/Cr3C2涂层相近,明显优于20钢。     

热处理对含铜3Cr13马氏体不锈钢抗菌性能的影响

研究了抗菌热处理对含铜 3Cr13不锈钢组织和抗菌性能的影响。试验表明抗菌热处理是其获得优异抗菌性能的关键。粘结薄膜法显示抗菌热处理后的 0 35C 13Cr 2 6 8Cu马氏体不锈钢对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率 >99%。试验确定了最佳热处理参数 ,并从理论上分析了抗菌机理     

激光熔覆Ti/Cr3C2复合涂层的组织与性能

利用预置Ti/Cr₃C₂复合粉末对H13模具钢进行了激光熔覆处理。通过SEM分析了不同粉末摩尔比下涂层的显微组织,讨论了涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性及在800 ℃静态空气中的高温抗氧化性。XRD结果表明,复合涂层中主要物相为（Fe, Cr）固溶体和TiC、Cr₇C₃增强相。复合涂层室温（25 ℃）和高温（700 ℃）下的耐磨性较基体均有提高,相对耐磨性最低分别为3.68和3.79。800 ℃恒温氧化条件下具有较好的高温抗氧化性,氧化膜主要由Cr₂O₃和TiO₂组成。Ti和Cr₃C₂摩尔比为2.44:1时具有较好的耐磨性,摩尔比为2:1时具有较好的高温抗氧化性。     

3Cr13厨刀碟片激光同轴送粉熔覆层的显微硬度与组织

针对家用3Cr13不锈钢厨刀硬度低、耐磨性差、使用寿命短等问题,采用激光熔覆技术对其进行处理,改善厨刀的性能.研究了激光熔覆层的显微硬度及显微组织.结果表明,采用经优化的激光熔覆处理工艺,可以获得无气孔、裂纹和夹杂等缺陷的熔覆层,熔覆层与基体结合良好;熔覆层的显微硬度在7~12 GPa之间波动,平均显微硬度约为9 GPa,是基体的2.3倍,大大提高了刀刃的硬度;熔覆层中含有大量未熔的硬质颗粒WC,并镶嵌到相对较软的304L基体中,这种结构对WC颗粒起到韧化缓冲作用,保证刀具使用过程中WC颗粒不易脱落,从而可提高刀具的使用性能.     

纳米TiC对高速电弧喷涂FeNiTi/Cr3C2涂层组织与性能的影响

研制适用于火电厂超临界锅炉管道抗高温冲蚀的FeNiTi/Cr3C2高速电弧喷涂材料,研究了纳米TiC对于高速电弧喷涂层组织与性能的影响。结果表明:FeNiTi/Cr3C2涂层基体相结构为含Cr、Ti元素的Fe-Ni基固溶体;添加纳米TiC可以明显提高涂层的硬度、内聚强度和结合强度;涂层表现出了良好的抗热腐蚀性能,腐蚀时间超过50h,达到20钢的15倍;添加纳米TiC的FeNiTi/Cr3C2涂层具有优良的抗高温冲蚀性能。