超音速等离子喷涂Mo涂层的载流摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备Mo涂层，利用场发射扫描显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）观测涂层显微形貌与组织成分，分析了载流摩擦中的电接触模型及电弧成因，利用滑动式摩擦试验机研究了电流强度对涂层粗糙度、表面温升及摩擦磨损性能的影响。结果表明：制备的Mo涂层组织致密、氧化程度低，与基体结合方式为“机械铆合”；随电流增加，摩擦副间电弧能量急剧升高，起弧率与表面粗糙度先降低，后上升。其中收缩电阻和微电容产生的自感电动势促进了电弧形成；摩擦副表面的温升由摩擦热、焦耳热、电弧热共同决定，与电流强度呈正相关；摩擦因数受表面粗糙度、材料剪切强度、表面膜等因素共同影响，随电流增加呈下降趋势。此外，载流条件下会出现黏着磨损、氧化磨损、电弧烧蚀等磨损，加剧了涂层剥落与磨粒磨损，但形成的摩擦膜可以有效保护涂层，降低磨损率。     

超音速等离子制备多元铝青铜合金涂层的组织

采用超音速等离子喷涂技术将新型多元铝青铜合金粉体喷涂在45号钢基体表面。运用XRD、SEM、EDS、EPMA等手段分析了涂层的组织特点及元素分布情况。结果表明,超音速等离子喷涂层主要由Cu9Al4、AlFe3、AlFe等相组成;涂层元素分布均匀;超音速等离子喷涂层硬度高于传统等离子喷焊层;涂层的结合强度为59.3MPa。可见,经过工艺参数的优化,超音速等离子喷涂可以制备出类似于多元铝青铜合金的易氧化涂层。     

铈对高铝青铜超音速等离子喷涂层组织及性能的影响

为研制一种新型高铝青铜涂层,采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了新型高铝青铜涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射、显微硬度计分别对含铈0.0%,0.25%,0.4%,0.55%的涂层进行了分析.结果表明,随着铈含量的增加,涂层组织变致密,硬质K相呈弥散化分布,同时K相从含0.0%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄转变为含0.25%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄,AlFe,当铈含量大于0.4%时K相以Al₁₃Fe₄稳定存在.铈的加入使元素Al发生偏聚现象,当含0.4%铈时Al元素开始呈现小片状聚集,当含0.55%铈时,Al元素以小片状聚集且均匀分布.涂层的硬度随铈含量的增加呈现先降低后升高的现象,当铈含量大于0.4%时,涂层的硬度值和稳定性上都优于未含铈的涂层.     

高铝青铜磷光复合冷喷涂层的发光及摩擦磨损性能

目的将耐磨材料、涂层制备技术以及磷光粒子的指示功能结合,发展一种简便经济的涂层监测技术。方法采用冷喷涂技术在T3紫铜基体上制备高铝青铜涂层及高铝青铜磷光复合涂层,利用SEM、EDS及荧光分光光度计等观察冷喷涂层的形貌,分析发光粒子的分布及涂层发光性能,并在室温条件下采用CSM往复式摩擦磨损试验机对干摩擦条件下涂层的摩擦磨损特性进行测试和分析。结果磷光粒子均匀分布在复合涂层中。涂层有较好的发光性能,经紫外线激发后发出裸眼可识别的黄绿光。磷光粒子的添加提高了高铝青铜磷光复合涂层的硬度,涂层摩擦表面磨痕较浅,呈轻微磨粒磨损特征,而高铝青铜涂层摩擦表面发生严重塑性变形,有剥落块及磨屑粘附在磨痕表面,呈粘着、疲劳磨损特征。结论磷光粒子的添加提高了复合涂层的抗磨性。磨损后的磷光复合涂层经紫外灯照射后,无荧光现象发生,能够实现检测涂层存在与否的功能。     

NiCrBSi-Mo与QSn-Ni/C涂层摩擦副摩擦磨损性能研究*

采用超音速等离子喷涂制备了NiCrBSiMo和QSn-Ni／C涂层，测试了这种摩擦副涂层的常规性能与摩擦磨损性能。结果表明，所获得的涂层孔隙率低，分别为0．82％（NiCrBSi-Mo涂层）、0．76％（QSn-Ni／C涂层），结合强度高，分别为62.2MPa、28．9MPa，两种涂层摩擦副摩擦因数（0．0043）仅为块体材料18Cr2Ni4WA与ZQPb30摩擦副（0．0093）的1／2，相应磨损量（1．1mg／h）也仪为块体材料磨损量（15．6mg／h）的1／15，显示出涂层摩擦副优异的减摩耐磨性能。     

滑动频率对超音速等离子喷涂Mo涂层载流摩擦磨损性能的影响

目的 提高45NiCrMoVA钢的高频载流摩擦磨损性能。方法 采用超音速等离子喷涂技术在表面制备Mo涂层,通过红外热成像仪、高速摄像机记录载流摩擦实验中的温度分布、起弧率和电弧形貌。采用载流摩擦磨损试验机、三维形貌仪测算涂层的摩擦系数、稳定性系数、磨痕轮廓和磨损率。利用场发射扫描显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射仪对磨痕、磨屑进行分析。结果 当滑动频率由5 Hz提升至20 Hz时,起弧率由1.13%提升至8.24%,造成的电弧烧蚀区面积逐渐扩大。载流摩擦过程中表面的温度变化明显受滑动频率与实验时间的影响,各组均在300 s时达到最高温度,范围为63.3~91.7 ℃。随滑动频率的增加,涂层的摩擦系数及稳定性系数呈先下降后上升趋势,15 Hz时,两者值达到最小,为0.337（平均摩擦系数）和1.443。磨损率同样随滑动频率的增加呈先下降后上升趋势,10 Hz时达到最小,为66.6×104 μm3/(N?m);当频率大于15 Hz时,磨痕深度、宽度大幅增加。结论 摩擦膜可以降低摩擦副间的粘着倾向,提高运动稳定性,其形成与破裂受表面温度、材料屈服强度等多方面因素的影响,是导致摩擦系数变化的主要原因。载流摩擦除机械损耗外,还存在电气损耗及电气-机械共同损耗。高频率下,电弧烧蚀现象明显,同时加剧了粘着磨损、氧化磨损、层片剥落及磨粒磨损,导致磨损率较高。     

超音速等离子喷涂Mo-W涂层的力学性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo-W合金涂层,利用场发射扫描显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计分析测试了涂层组织、硬度,利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了磨损载荷及频率对Mo-W合金涂层摩擦学性能的影响。结果表明:质量比为3:1的Mo、W机械混合粉喷涂后涂层中Mo、W元素质量比接近3:1。涂层组织致密,与基体结合为机械结合,表面平均显微硬度为563.2 HV0.1。Mo-W涂层的显微硬度、耐磨性和减摩性比基体45CrNiMoVA钢有所提高,且载荷越大,涂层的耐磨性和减摩性优势越明显。Mo-W涂层与Si3N4陶瓷的摩擦磨损机制以磨料磨损和氧化磨损为主。当磨损载荷变大和磨损频率变高时,疲劳剥落磨损表现明显。     

N^＋注入等离子喷涂Cr2O3涂层的摩擦磨损特性

研究了等离子喷涂Ｃｒ２Ｏ３涂层经Ｎ＋注入后在大气下的滑动摩擦磨损行为．利用ＳＥＭ、ＸＰＳ、ＡＥＳ等测试技术观察测定了摩擦副材料的磨痕形貌、表面元素的组成以及摩擦界面间的物质转移。结果表明：Ｎ＋注入提高了Ｃｒ２Ｏ３涂层的耐磨性。     

超音速电弧喷涂FeAINbB涂层的摩擦磨损行为

目的探讨FeAlNbB涂层的制备方法,研究FeAlNbB涂层的组织结构及摩擦磨损行为。方法通过超音速电弧喷涂技术制备FeAlNbB涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析FeAlNbB涂层的组织结构及相组成,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对FeAlNbB涂层的硬度及摩擦学行为进行研究。结果 FeAlNbB涂层主要由α-Fe、Fe_3Al、FeAl相组成,涂层的平均硬度为700HV。在试验参数下,涂层的摩擦系数在0.2~0.4之间,涂层的耐磨性为20#钢的12~33倍,涂层的磨损机理主要以犁沟效应和磨粒磨损为主。结论超音速电弧喷涂制备的FeAlNbB涂层与基体结合良好,组织致密。涂层中无非晶组织,但涂层的硬度、耐磨性能与FeAlNbB非晶态涂层相当。     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

超音速等离子喷涂非晶涂层微观结构与摩擦学性能

采用新一代超音速高能等离子喷涂(SAPS)技术制备了Fe基和Mo基两种非晶涂层,对涂层的微观结构与摩擦学性能进行对比分析。结果表明,SAPS喷涂Fe基和Mo基非晶涂层内部孔洞少、结构致密性高。与Fe基涂层相比,具有更低孔隙率的Mo基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率(1.1×10^-4 μm·N^-1·s^-1),耐磨性更优。涂层的磨损机理均以磨粒磨损和疲劳磨损为主,并伴随着磨屑氧化。     

等离子喷涂Fe基合金涂层的耐蚀性

Fe基合金(含Cr、Ni、B、Si 等)作为喷涂粉末,采用等离子喷涂法在Q235钢基体上制备了厚度约为200 μm的Fe基合金涂层.用盐雾腐蚀方法检测了Fe基合金涂层和对比材料1Cr18Ni9Ti不锈钢的耐腐蚀性能,用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、体视显微镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行了观察和分析;对Fe基合金涂层与不锈钢试样的盐雾腐蚀质量损失进行了测量.盐雾腐蚀试验结果表明,Fe基合金涂层的耐腐蚀性明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.前者主要为孔蚀,后者为晶间腐蚀和孔蚀.经封孔的Fe基合金涂层较未封孔的Fe基合金涂层的耐腐蚀性能显著提高.     

Microstructure and mechanical properties of Mo coating deposited by supersonic plasma spraying

The inherent technological limitations of traditional thermal spraying technologies have the relatively high oxidation degree and porosity of prepared Molybdenum (Mo) coating. Hence, in this study, a Mo coating was fabricated using supersonic plasma spraying technology. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), tensile testing machine, high-precision macro/micro-indentation tester and ball-on-disc tribometer were used to investigate the microstructure, phase composition, mechanical and tribological properties of the coating. The results showed that the Mo coating had dense structure and highly diminished oxidation degree. The phase composition was pure Mo. The tensile strength failure occurred within the coating layer. In the meanwhile, the Mo coating exhibited a superior hardness, a high elastic work/total work (W_e/W_t), and excellent tribological properties. The wear mechanisms were fatigue wear and adhesive wear.     

等离子喷涂镍基合金涂层的工艺优化

采用等离子喷涂工艺在GCr15钢基体上制备Ni60B合金涂层.通过正交试验法分析了喷涂工艺参数对涂层的结合强度的影响.其影响顺序自强至弱依次为功率、送粉速率、主气流量、喷涂距离.在功率为30 kW、送粉速率为30 9·min-1、主气流量为75 L·min-1、喷涂距离为105 mm时,涂层结合强度最高,达到59.311MPa.相结构分析结果表明,涂层材料未发生明显改变,保持了原始粉末性能.SEM观察结果表明,优化后的涂层组织更加紧密,质量明显提高.     

超音速等离子喷涂层的接触疲劳失效研究进展

介绍了超音速等离子喷涂层在服役过程中常见的4种疲劳失效形式(表面磨损、点蚀、分层和剥落)及其发生的机理。综述了涂层结构完整性对疲劳失效的影响,即粗糙度、孔隙率和微裂纹对疲劳失效的作用机制。总结了不同的服役条件(接触应力、润滑状态)对疲劳磨损失效的影响规律,展望了接触疲劳失效机制的研究方向,指出应从涂层内部结构和服役条件来揭示疲劳损伤机理。     

Fe基非晶合金涂层的等离子喷涂成形特征

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基材表面制备了Fe基非晶合金涂层，研究表明，涂层基本上由非晶相组成，在涂层中分布着少量的尺寸为2-5μm的淬态核结晶相，涂层中氧化物的含量较少。涂层由条带状粒子相互搭接、逐层堆积而成，具有典型的层状结构形貌。尺寸约为60μm的球形喷涂粒子在涂层中变形为高度尺寸约为6μm扁平状粒子，保证了高非晶相含量涂层的顺利形成。在涂层中的粒子边界还包含着少量的孔隙、微细的球形粒子等缺陷。涂层与基材、涂层中粒子问主要以机械结合为主，涂层与基材的结合区为涂层-基材体系中的最薄弱处。     

等离子喷涂Al-Fe2O3复合粉合成纳米陶瓷复合涂层

采用等离子喷涂Al-Fe2O3复合粉的方法制备陶瓷基复合材料涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜观察分析涂层的显微组织,并测定了涂层的结合强度、硬度、韧性和耐磨性能.结果表明,Al-Fe2O3复合粉在等离子喷涂过程中发生铝热反应生成了FeAl2O4、α-Fe和γ-Al2O3相.透射电镜分析表明,所制备的复合涂层呈现纳米结构的显微组织,其中几十到几百纳米的球状α-Fe和γ-Al2O3晶粒均匀地分散在等轴状和柱状的FeAl2O4纳米晶基体上.与传统的单相微米Al2O3涂层相比,复合涂层的结合强度、韧性和耐磨性明显提高,其原因主要是复合涂层为纳米结构并且存在塑性金属相Fe.     

Mechanical property of Fe-base metallic glass coating formed by gas tunnel type plasma spraying

Metallic glass has excellent functions such as high toughness and corrosion resistance. Therefore it is one of the most attractive materials, and many researchers have conducted various developmental research works. However, the metallic glass material is expensive and a composite material is preferred for the industrial application. Thermal spraying method is one of potential candidates to produce metallic glass composites. The gas tunnel type plasma system, which has high energy density and efficiency, is useful for smart plasma processing to obtain high quality ceramic coatings such as alumina (Al₂O₃) and zirconia (ZrO₂) coatings. Also, the gas tunnel type plasma spraying can produce metallic glass coatings. In this study, the Fe-base metallic glass coatings were formed on the stainless-steel substrate by the gas tunnel type plasma spraying, and the microstructure and mechanical property were investigated. The Fe-base metallic glass coatings of about 200 μm in thickness were dense with a Vickers hardness of about Hv = 1100 at plasma current of 300 A. The abrasive wear resistance of Fe-base metallic glass coating was higher than the SUS substrate.     

超音速等离子喷涂Mo涂层的性能

以45~96μm纯Mo粉为喷涂粉末,在两种喷涂参数下采用超音速等离子喷涂工艺在45Cr Ni Mo VA钢表面制备了均匀致密、氧化量极少的Mo涂层,研究了不同参数下涂层微观结构、显微硬度、结合强度及耐磨性。结果表明,喷涂功率和气体流量略大的1号涂层各项性能均优于2号涂层。1号涂层的显微硬度为354 HV0.1,内聚强度为35 MPa;拉伸断口呈"微凹坑"、"微凸起"及塑性断裂后留下的微皱褶;10 N干摩擦下涂层磨损率高于基体,为粘着磨损机理,50 N润滑条件下涂层磨损率是基体的1/3,为磨粒磨损机理。