等离子喷涂氧化铝—氧化钛陶瓷涂层的应用

一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铝(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_20_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

陶瓷工具材料的应用

<正> 据报导,陶瓷刀具在欧洲占3%,在日本占15%。这种刀具的份额在日本较大,是由于缺少生产硬质合金刀具天然原料的缘故。另外,陶瓷刀具在高速切削时还具有切削力小的特点。在自动化生产条件下工作时,为避免打刀,最好在较小的切削力下工作。为了装备刀具,采用了氧化物陶瓷(Al_2O_3基)和氮化物陶瓷(Si_3N_4)。在氧化物陶瓷中包括纯陶瓷Al_2O_3+Zr_2O_3、混合陶瓷Al_2O_3+TiC/TiN和强化陶瓷Al_2O_3+SiC纤维。在Si_3N_4基非氧化物陶瓷中包括Syolon(Sj—Al—O—H)和氮化硅。根据所提供的信息,陶瓷刀具多用于铸铁零件的加工,其次为淬     

陶瓷刀具材料的选择

随着陶瓷刀具材料的种类增多及应用面的扩大,如何选择适宜的陶瓷材料就变得非常现实和重要。针对这些问题,本文讨论了陶瓷刀具材料的选择,并提出了正确使用陶瓷刀具材料的建议,以便为指导实际应用提供参考依据。 一、陶瓷刀具材料的种类 1.氧化铝系陶瓷材料 氧化铝系陶瓷是以Al_2O_3,为主体的陶瓷材料,它包括以下几类: (1)纯Al_2O_3陶瓷:这类陶瓷包括纯Al_2O_3陶瓷和以Al_2O_3为主体,添加少量玻璃氧化物MgO、NiO、TiO_2、Cr_O_3等,经冷压烧结而成的陶瓷。这类陶瓷抗弯强度较低,抗冲击能力差,切削过程中易产生微崩刃。但其高温性能很好,适用于高速小进给半精加工铸铁和钢材,如国产的Am、AmF,日本的W80等。目前     

TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2涂层物相组成和力学性能的影响

采用等离子喷涂工艺在灰铸铁基体上制备了4种TiO_2含量不同的Al_2O_3-TiO_2涂层,运用X射线衍射技术,并结合Rietveld全谱拟合方法,对不同涂层中的物相进行定量分析;采用显微硬度测试和拉伸试验研究TiO_2含量对涂层力学性能的影响。结果表明:Al_2O_3-3%TiO_2涂层中存在大量的γ-Al_2O_3相、α-Al_2O_3相以及少量的非晶相;在Al_2O_3-13%TiO_2涂层中,非晶相含量出现最大值,并有Al_2TiO_5相形成;随着TiO_2含量进一步增加,非晶相含量降低,Al_2TiO_5相含量增加,在Al_2O_3-40%TiO_2涂层中只存在α-Al_2O_3和Al_2TiO_5相;随着TiO_2含量增加,涂层的显微硬度降低,但涂层的结合强度升高,这与涂层中Al_2TiO_5相的含量有关。     

国外陶瓷刀片牌号对照表及其性能

<正> 表1收集了欧美11家硬质合金和陶瓷刀具生产厂的陶瓷刀具资料,按陶瓷刀片的化学组成分为纯Al_2O_3,增韧陶瓷Al_2O_3+ZrO_2,混合陶瓷Al_2O_3+TiC,Al_3O_2+TiN,Sialon Si_3N_4+Al_2O_3,氮化硅(非Sialon)Si_3N_4,Si_3N_4+Al_2O_3涂层,TiC+TiN     

氧化物系精细陶瓷材料的精密加工

本文综述了日本在研究精细工程陶瓷材料精密机械加工方面的新进展。烧结金刚石几乎是能胜任其切削加工的唯一刀具材料。指出了氧化物系精细陶瓷Al_2O_3、ZrO_2的切削加工特点,列举了加工实例。     

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料的特性及其应用

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料具有一系列优异性能,其硬度、韧性、导热性和耐磨性等均优于目前正在广泛使用的Al_2O_3-TiC、Al_2O_3-TiN陶瓷刀具材料。本文概述了这种陶瓷刀具材料的特性和应用情况;并对山东工业大学研制成功的牌号为LP1的Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料做了介绍。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

大气等离子喷涂Ni5Al/Al2O3-3％TiO2复合结构 涂层的显微组织与力学性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在6061铝合金基体表面预制Ni5Al合金黏结层,再在黏结层上喷涂Al_2O_3-3%TiO_2陶瓷层,研究了涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度、结合强度、耐磨性能和耐腐蚀性能,分析了其拉伸断裂机理。结果表明:陶瓷层的物相主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和锐钛矿型TiO_2组成;黏结层与基体以及黏结层与陶瓷层均形成了机械结合,但黏结层与基体的结合界面更致密;与基体相比,涂层的显微硬度更高、耐腐蚀性能和耐磨性能更优;涂层的结合强度低于黏结层的,其拉伸断裂位置多在黏结层和陶瓷层之间的界面处以及陶瓷层内部,界面处的拉伸断裂形式为混合断裂,黏结层上的为韧性断口,陶瓷层上的为脆性断口。     

不同喷涂工艺制备的Al_2O_3-13%TiO_2涂层表面自由能与冲蚀磨损性能研究

采用接触角测量仪和冲蚀磨损试验机等设备,研究超声速等离子喷涂与普通大气等离子喷涂两种技术制备的Al_2O_3-13%TiO_2涂层的表面自由能和冲蚀磨损性能,并对涂层的显微硬度、孔隙率及成分进行检测分析。研究结果表明,普通大气等离子喷涂技术制备的涂层,其表面和内部结构疏松,孔隙率及显微硬度分别为6.653%和836.93 HV0.1。而超声速等离子喷涂技术制备的涂层,孔隙率及显微硬度分别为3.467%和1 078.68 HV0.1,相比普通大气等离子喷涂而言,超声速等离子喷涂制备的涂层整体性能较为优异。通过对两种涂层的结构和表面自由能分析发现,超声速等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层由于结构致密、表面自由能较低而具有较为出色的冲蚀磨损性能。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

孔隙率对Al_2O_3陶瓷涂层绝缘轴承绝缘性能的影响

采用等离子喷涂工艺在轴承外圈上喷涂Al_2O_3陶瓷绝缘涂层,对涂层厚度、微观结构、孔隙率及绝缘性能进行检测,结果表明:等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层结构中存在一定数量的孔隙,不同喷涂工艺参数下,孔隙率在1%~8%之间;孔隙率对涂层的绝缘性能影响较大。     

硬质合金和切削陶瓷刀片在欧美和日本的使用情况

<正> 目前在美国、西欧和日本90%的可转位刀片都是用含TiC、TaC和NbC的WC—Co无涂层硬质合金和TiC、Ti(C,N)、TiN、Al_2O_3涂层硬质合金制造的。应用最广的陶瓷刀具是添加ZrO_2、TiC、TiB_2、Ti(C,N)、Zr(C,N)、SiC的Al_2O_3基陶瓷刀片和添加Y_2O_3、TiC和TiN的Si_3N_4基陶瓷刀片。在日本,陶瓷刀片的使用量占8～10%,在美国占3～4％。     

ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的抗氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al_2O_3-Y_2O_3/ZrB_2复合粉体,对其进行放电等离子烧结制备相应的复相陶瓷,并对不同YAG(钇铝石榴石)、Al_2O_3含量的复相陶瓷进行了氧化试验,用SEM、XRD和电子探针等研究了YAG、Al_2O_3对ZrB_2陶瓷抗氧化性的影响。结果表明:制备的各种复相陶瓷和纯ZrB_2陶瓷相比,在相同氧化条件下表面的氧化层厚度都有所变薄,YAG、Al_2O_3的加入可以改善ZrB_2陶瓷的抗氧化性能;在相同氧化条件下,Al_2O_3含量越多,氧化层厚度越小;在高温条件下,复相陶瓷氧化层中均存在ZrO_2、B_2O_3和Al_(18)B_4O_(33)相,Al_2O_3含量越多,Al_(18)B_4O_(33)相也越多。     

镀层强度和耐磨性的提高

<正> 研究了TiC、TiN、Tic+TiCN+TiN和TiC+Al_2O_3涂层硬质合金BK6和10K8在车削和铣削45号钢和y8钢时的切削性能。结果表明,镀TiC+Al_2O_3和TiC+TiCN+TiN复合镀层的硬质合金(1255)具有最高的切削性能。对单层涂层切削性能低的原因进行分析后,确定了复合涂层形成时结构的优化途径。例如,在TiC涂层中,碳化物晶粒的尺寸沿厚度向表面增大,并可能超过基体硬质合金碳化物     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

陶瓷刀具高速切削铸铁的试验分析

Si_3N_4陶瓷是近年出现的高温结构材料。由于它具有很好的高温力学性能,优异的抗热冲击、耐氧化耐腐蚀和耐磨损等特性,因此在金属切削中逐渐被应用。中国科学院上海硅酸盐研究所研制了以Y_2O_3和Al_2O_3为添加剂的热压Si_3N_4,改善了陶瓷材料抗弯强度低的弱点。其室温抗弯强度可达850MN/m~2,直到     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

用氮化硅陶瓷刀片进行铣削

<正> 概述氮化硅(Si_3N_4)为基体的不含氧化物的陶瓷是切削材料领域里的一项最新发展。目前市场上可以购买到各种不同的氮化硅陶瓷,在其成份中除有Si_3N_4外还添加有Y_2O_3,Al_2O_3、MgO、TiN和TiC。这些具有不同添加成份的氮化硅陶瓷的制造过程也不