沉积工艺参数对磁控溅射AlSn20Cu涂层性能的影响

针对目前国内柴油机轴瓦减摩涂层研究的不足,采用非平衡磁控溅射技术制备AlSn20Cu涂层,通过单因素变量法系统地研究基体温度、沉积气压以及基体偏压等参数对AlSn20Cu减摩涂层性能的影响,最终确定AlSn20Cu涂层的最优制备条件。在考察AlSn20Cu涂层的力学性能与摩擦学性能后发现:基体温度与沉积气压两个因素对AlSn20Cu涂层的结合力影响较小,而对涂层硬度有较大影响;基体偏压对涂层的结合力与硬度均有较大影响。实验还制备出具有优异力学性能和摩擦学性能的AlSn20Cu涂层的轴瓦样品。     

磁控溅射非晶态金属涂层

<正> 用磁控溅射方法沉积的难熔金属一类金属基合金非晶态涂层具有极高的硬度和耐磨性。这类涂层具有特殊的防护性能主要归因于其在1000℃以下仍保持热稳定性的非晶态结构。此涂层十分致密、无针孔,表面十分光滑,在酸液和中性液中抗化学腐蚀性能极高。在适当的高沉积速率下,磁控溅射可形成高附着性涂层。同时,磁控溅射可沉积多     

不同材料基体与复合涂层间的结合强度等性能分析

通过对镀有TiN-MoS2/TiN涂层的不同材料试件及刀具的摩擦学试验,考察了基体的材料及硬度对膜-基结合力、膜层结构等的影响.研究表明,由于Cu基体的氢病和45#钢基体表面易形成碳氢化合物等原因,致使涂层失败;由于基体材料及硬度等的差异,1Cr18Ni9Ti基体与涂层的膜-基结合力等性能优于铝合金基体;当基体材料硬度较高时,涂层后的摩擦学性能也较好.     

AZ80镁合金表面冷喷涂316L和420不锈钢涂层研究

在AZ80镁合金表面采用冷喷涂技术分别制备316L和420不锈钢耐磨涂层,对粉末粒子的沉积行为以及不锈钢涂层的结合界面、相结构、硬度、断裂韧性、摩擦性能等进行对比分析。结果表明:在结合界面,316L与420的粒子可以内嵌到镁合金基体,形成机械咬合的结构;420涂层的硬度高于316L涂层,其断裂韧性低于316L涂层;不锈钢涂层的磨损率较AZ80镁合金下降1个数量级,420涂层比316L涂层表现出更好的耐磨性。     

电弧源掺入Al、B离子改性TiN涂层性能的研究

采用AlB12+2%AlB10电弧靶与Ti靶中频磁控溅射共沉积的工艺,在高速钢基体上形成Ti-Al-B-N多元复合涂层。电子扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析结果表明:涂层由TiN的柱状结构转变为TiA1BN的多层混合结构,组织更为致密均匀;通过调节电弧电流,增加Al、B元素剂量,涂层晶面取向生长增多,并逐渐出现新相。涂层的显微硬度和耐磨性测试表明,随膜层中Al、B成分的增加,膜层维氏硬度增大,耐磨性能提高。     

氩弧原位自生TiC复合涂层组织与抗磨性能研究

采用氩弧熔覆技术在16Mn钢基体上制备原位形成的TiC颗粒增强金属基复合涂层。利用OM、SEM、XRD,对熔敷层显微组织和物相进行分析。结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;原位形成的细小TiC颗粒弥散分布于熔敷层内;显微硬度和耐磨性测试结果表明,涂层具有比较高的硬度和耐磨性。     

三极磁控溅射沉积氮化钛

本文在对三极磁控溅射电特性的研究基础上,结合高速钢和硬质合金基体上氮化钛耐磨涂层的沉积,对三极磁控溅射新工艺进行了较系统的研究。不仅探讨了主要工艺参数对涂层组织结构、显微硬度、结合力的影响,而且在生产实际中进行了切削性能对比试验。结果表明,三极磁控溅射与一般二极磁控溅射比较,有起辉电压低、离化率高、工艺稳定、涂层质量优良等特点。三极磁控溅射氮化钛涂层丝锥比未涂复的丝锥切削寿命提高6～8倍。     

冷喷涂技术制备多孔钛涂层的研究

结合高速高压冷喷涂技术和真空蒸馏技术,在钛合金基体表面制备一种多孔钛涂层,并对涂层的显微结构进行研究。结果表明,多孔钛涂层的体积孔隙率达50%,孔状结构为贯通型,孔径分布范围为30~100 μm。     

冷喷涂技术制备多孔钛涂层的研究

结合高速高压冷喷涂技术和真空蒸馏技术,在钛合金基体表面制备一种多孔钛涂层,并对涂层的显微结构进行研究。结果表明,多孔钛涂层的体积孔隙率达50%,孔状结构为贯通型,孔径分布范围为30~100μm。     

纳米ZrO_2微粒对电沉积Ni基复合镀层性能的影响

在磁场-超声复合作用下,用脉冲电沉积方法,在黄铜基体表面制备Ni-ZrO_2复合镀层,研究镀层的显微组织、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:加入纳米ZrO_2微粒,提供更多的异质成核点,使复合镀层表面均匀致密、晶粒细化。纳米粒子添加量为10 g/L时,复合镀层晶面择优取向被抑制,晶粒生长趋于各向同性;晶粒尺寸和显微硬度分别为17.98 nm和417HV,较纯镍镀层的晶粒尺寸减小9.42%,显微硬度提高17.13%;复合镀层结合力最大,为1 913.2 MPa;极化曲线和阻抗曲线都表明复合镀层具有最好的耐腐蚀性。     

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。     

镁合金表面喷涂316L涂层性能研究

用大气等离子喷涂(APS),超音速火焰喷涂(HVOF)和冷喷涂(CS)在镁合金表面制备316L涂层。用SEM及X射线衍射仪分析原始粉末及涂层的形貌和显微组织,用摩擦磨损试验机和电化学试验机考察涂层的摩擦磨损及耐蚀性。结果表明:3种工艺制备的涂层耐磨性和耐蚀性均优于镁合金基体,CS涂层具有最高的硬度及最优异的耐蚀性,但磨损率略高于APS涂层,CS涂层的整体性能更好,对镁合金等轻质合金表面强化的潜力更大。     

钛合金表面耐冲蚀Zr(AlCu)N涂层的结构与性能

为了提高钛合金TC6的耐冲蚀性能,采用磁控溅射技术在钛合金上沉积不同Zr(A1Cu)N涂层,考察了涂层的硬度、韧性和耐冲蚀性能,采用场发射扫描电镜(FESEM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析其微观结构.结果发现:向ZrN涂层中加入20at％Cu后(Zr0.8Cu0.2N),显著提高了涂层的韧性,...     

石墨烯对7050高强铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织性能的影响

为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化（MAO）技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜（SEM）、体视显微镜、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、涂层附着力自动划痕仪以及电化学工作站,研究含石墨烯的MAO陶瓷膜层形貌、粗糙度、相组成和元素分布、结合力以及耐蚀性。结果表明：石墨烯添加剂的加入使得陶瓷膜层表面微孔尺寸降低、结构致密,且主要是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃组成;当石墨烯添加剂浓度为10 g/L时,MAO陶瓷膜层粗糙度最低,为857.835 nm,且结合力最好,达到46 N;膜 层的腐蚀电位最大,腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45^#钢表面制备了CaF₂和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理。结果表明：CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr₇C₃、TiC和CaF₂物相组成。CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能。从室温到500 ℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2%～33.9%。随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层。温度为500 ℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF₂,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低。复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落。随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小。     

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织.通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能.结果表明:NiCoCrAlY涂层气孔数...     

金属掺杂对高强化柴油机活塞销类金刚石薄膜涂层摩擦学性能的影响

柴油机关键部件活塞销受到周期性的交变机械载荷和热载荷作用,易因粘着导致磨损.为提高柴油机活塞销的摩擦磨损性能,采用磁控溅射方法在活塞销表面沉积了Cr、W、Cr与Ti 3种金属掺杂的类金刚石薄膜(DLC)涂层,运用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪分析DLC涂层表面微观形貌和结构,并进行摩擦磨损性能和膜-基结合强度测试.结果...     

钛基化学复合镀Ni-P-石墨晶化行为与性能研究

利用化学复合镀技术在钛基表面制备了含有石墨微粒的复合镀层。通过 SEM、XRD、EDS、显微硬度仪和磨损测试等方法对镀后组织性能进行分析,讨论石墨微粒的加入对镀层结构、晶化过程及镀层性能的影响,并与 Ni-P 合金镀层进行对比。结果表明:镀态下镀层是胞粒状堆积形式、属非晶结构,石墨嵌入镀层胞状颗粒中,表面呈现鲜花团集状态;石墨微粒的加入使复合镀层晶化温度升高。晶化完成周期缩短;含有层状石墨微粒的复合镀层大大地提高了钛基表面的耐磨性,热处理后镀层中出现大量的 TiC 硬质增强相,提高了镀层硬度。400℃热处理后硬度达到1239HV0.2,是钛基体的5倍,也高于 Ni-P 合金镀层。     

激光熔覆TiB2颗粒增强镍基合金复合涂层的微观组织与摩擦学性能研究

为了提高铝合金摩擦构件的耐磨性能,运用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiB₂颗粒增强镍基合金（TiB₂/镍基合金）复合涂层,分析了其微观组织结构,研究了其在干摩擦和海水介质中的摩擦磨损行为与机制。结果表明：复合涂层中均匀分布有TiB₂增强相,并含有TiB、TiC、CrB和Cr₂₃C₆等反应生成硬质相,显微硬度达到855.8HV_0.5,是铝合金母材的6.7倍;不同环境介质中,复合涂层的摩擦系数和磨损失重均较镍基合金涂层和铝合金母材显著降低;干摩擦条件下,复合涂层的磨损机理以微观切削磨损为主,并伴有一定的硬质颗粒剥落;海水环境中,复合涂层的磨损机理转变为微观切削磨损和点蚀腐蚀磨损。