CuCo2Be表面热喷涂制备Cr3C2-NiCr涂层的微观结构及高温摩擦磨损行为

选用等离子喷涂技术在CuCo2Be合金表面制备了Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层。以Al2O3陶瓷球为对偶材料运用UMT-2摩擦磨损试验机对基体和复合涂层进行高温摩擦磨损试验,并选用共聚焦激光扫描显微镜、扫描电镜、能谱仪、XRD等分析测试手段,详细研究了CuCo2Be合金表面等离子喷涂涂层物相组成、微观形貌及涂层和基体的高温滑动摩擦磨损行为,结果表明:CuCo2Be合金表面等离子喷涂获得的复合涂层致密,涂层为层状结构,物相组成呈现非晶态。通过高温摩擦磨损研究,结果表明:500℃摩擦磨损磨损过程中,涂层及CuCo2Be合金基体的磨损机制为:疲劳磨损和粘着磨损及少量氧化磨损的共同作用,从磨损的体积形貌来看涂层磨损量明显小于未喷涂之前的基体材料,等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr/NiAl涂层质量优异,提高了材料的高温耐磨性。     

CuNiCoBe合金表面等离子弧喷涂Cr3C2-NiCr涂层

利用等离子弧喷涂技术在结晶器CuNiCoBe基体上制备了Cr3C2-NiCr涂层,采用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层与基体结合强度的影响,对拉伸断面的形貌和涂层的显微结构进行了观察和分析.结果表明,影响Cr3C2-NiCr涂层与CuNiCoBe基体结合强度的主次因素依次为:送粉速率＞主气流量＞喷涂距离＞喷涂功率;经正交试验优化后的喷涂工艺参数为:喷涂距离90mm,主气流量56.6L/min,送粉速率20 g/min,喷涂功率25 kW;优化后,涂层与基体的结合强度可达18.5 MPa;涂层截面的显微硬度分布符合正态分布.     

热喷涂Cr3C2-NiCr涂层的研究进展

金属的腐蚀问题一直以来都是阻碍工业生产的一大难题,热喷涂涂层可以提升金属的抗腐蚀能力并延长器件的使用寿命.热喷涂Cr3C2-NiCr涂层具有出色的耐磨损、耐腐蚀的特性,在恶劣环境中的适用性较强,在工业领域应用广泛.介绍了不同工艺制备Cr3C2-NiCr涂层的特点,对涂层的耐高温腐蚀、耐海水腐蚀、耐磨损性能等研究热点进行...     

微/纳结构Cr3C2-NiCr陶瓷涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀磨损行为

目的 设计并制备微/纳结构Cr3C2-NiCr陶瓷涂层,以改善机械部件的耐腐蚀磨损性能。方法 采用行星式球磨机结合喷雾造粒仪制备了微/纳结构Cr3C2粉体,造粒得到的Cr3C2粉体与NiCr粉混合均匀后通过等离子喷涂技术,在316L不锈钢基体上制备了微/纳结构Cr3C2-NiCr复合涂层。利用球-盘式往复摩擦磨损试验机结合电化学工作站,研究了3.5%NaCl水溶液中复合涂层的腐蚀磨损性能。利用扫描电镜观察了复合粉体、复合涂层和复合涂层腐蚀磨损后的微观形貌,利用X射线衍射仪分析了复合粉体和复合涂层的相变。结果 复合粉体表面大小颗粒随机分布,表面结构致密。4种复合涂层显微结构致密,未见明显孔隙及裂纹生成。WNC3(纳米Cr3C2含量)复合涂层的孔隙率低至0.7%,显微硬度为853.26HV0.3。WNC3涂层所遭受的腐蚀程度最小。复合涂层动态下的自腐蚀电流密度相较于静态下有所升高,磨损和腐蚀的共同作用导致滑动接触下涂层的腐蚀速率大于静态下的涂层腐蚀速率。WNC3复合涂层的平均摩擦因数(约0.20)和磨损率(约9.7×10^‒7 mm³/(N.m))均最低。在摩擦过程中,磨损痕迹内部的腐蚀电流密度较高,腐蚀溶液通过涂层的缺陷不断向涂层内部扩散,导致局部剥落面积扩大。结论 添加50%纳米Cr3C2晶粒使涂层内部更加致密,涂层孔隙率降低,显微硬度增加,在3.5%NaCl水溶液中表现出优异的耐腐蚀磨损性能。复合涂层在3.5%NaCl水溶液中腐蚀磨损时,腐蚀会降低复合涂层的机械性能,增加复合涂层的磨损;而磨损会导致复合涂层暴露出更多的缺陷,进而增加腐蚀发生的可能。     

Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层制备及高温摩擦学行为研究

目的 基于表面耐高温薄膜和高承载金属陶瓷涂层性能优势协同的设计思想,制备Cr3C2-NiCr/ TiSiN-CrAlN复合涂层,提高硬质薄膜机械性能和不同温度下的摩擦学性能。方法 采用超音速火焰喷涂(HVOF)和电弧离子镀(AIP)技术制备Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、纳米压入仪、划痕仪和高温摩擦磨损试验机等对复合涂层的微观结构、机械性能和不同温度下的摩擦磨损行为进行系统研究。结果 Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层微观结构致密,界面结合良好,其顶层耐高温薄膜由CrAlN结合层和TiSiN-CrAlN交替多层构成,总厚度约6.7 μm,低于不锈钢表面直接沉积TiSiN-CrAlN薄膜的厚度(约9.6 μm)。Cr3C2-NiCr支撑层微观结构和形貌影响其表面沉积TiSiN-CrAlN薄膜的结晶性。Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层具有优异的机械性能,其纳米硬度和弹性模量分别高达(37.3±2.6)GPa和(506.1±10.6)GPa,结合力相比不锈钢表面TiSiN-CrAlN多层膜显著提高。得益于Cr3C2-NiCr支撑层的引入,复合涂层在不同温度下的摩擦因数和磨损率均比单一薄膜的低,其摩擦因数在900 ℃下可稳定保持在0.44左右,磨损率约为3.13×10^?5 mm³/(N.m),表现出良好的高温摩擦学性能。此外,磨损机制分析表明,500 ℃以下主要为磨粒磨损和黏着磨损,摩擦因数较大、不稳定,但磨损率基本不变;700 ℃时由于Cr3C2-NiCr层的支撑作用而无明显的疲劳磨损,氧化磨损发生;900 ℃时氧化磨损主导,摩擦界面生成主要成分为TiO2、Cr2O3的摩擦反应膜。结论 采用HVOF和PVD相结合的方法在不锈钢表面制备的Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层具有良好的机械性能和优异的高温摩擦学性能,可进一步改善耐高温薄膜的综合性能,具有良好的应用前景。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层磨粒磨损行为

采用橡胶轮磨损实验机,对不同工艺条件下三种类型粉末制备的HOVF Cr3C2-25％NiCr涂层进行了磨粒磨损实验,发现该涂层的磨损失重量与磨程基本呈现线性关系,磨损率远低于低碳钢。氧气流量,燃气流量适中的条件下制备的涂层磨损率较低,用团聚致密化工艺制备的粉末沉积的涂层耐磨粒磨损性能较好,涂层的磨损机制主要为先期的粘结相优先切削和随后的碳化物剥落,其中碳化物的剥落对磨损过程起制约作用。     

CuCo2Be表面等离子喷涂制备Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层成形机理及界面扩散研究

选用等离子喷涂技术在CuCo2Be合金表面制备Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层。选用DTA、XRD、SEM、EDS等分析手段探讨Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层的形成机理及其组成涂层的化合物、物相的形成特点及规律。结果表明:DTA分析发现镍铝打底层在热喷涂过程中由于系放热反应,可能生成Ni2Al3、NiAl3、NiAl等物相;SEM、EDS分析发现复合涂层组织呈现明显的层状,在镍铝打底层中镍铝化合物为角状;XRD分析发现涂层物相在成形的不同阶段和时间内其生成的化合物类型、数量都呈现不同的变化。利用XRD、EDS分析界面处各相的生成及元素的分布、扩散情况,表明在界面处存在一定的元素扩散,界面为微冶金结合。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层抗高温腐蚀性能研究

利用高速火焰喷涂方法,选用自主研发的Fe-Al/Cr3C2喷涂粉材,在20钢基体上制备Fe-Al/Cr3C2复合涂层。研究了复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能。采用SEM,XRD,EDS等先进测试手段分析了复合涂层的抗高温腐蚀机理。结果表明：Fe-Al/Cr3C2复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能明显优于基体20钢,并且优于Fe-Al涂层,其腐蚀动力学曲线呈抛物线变化;复合涂层经腐蚀后,内层生成的致密Al2O3及Cr2O3阻止了高温腐蚀的进一步深入。现场应用表明,Fe-Al/Cr3C2复合涂层具有广泛的应用前景。     

高速电弧喷涂FeAICr／Ni包Cr3C2涂层高温性能

用高速电弧喷涂技术制备了FeAlcr／Ni包Cr3C2涂层，并对涂层的耐高温冲蚀性能、高温腐蚀性能和高温磨损性能进行了研究。结果表明，与基体比较涂层具有良好的耐高温冲蚀性能，并随温度的升高和冲击角度增大，耐冲蚀性能提高；良好的高温抗腐蚀性能，随温度升高，腐蚀率略有上升；优异的常温耐磨损性能，超过550℃的耐磨损性能高。     

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Cr3C2涂层的组织及抗高温氧化性能

使用高速电弧喷涂技术在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涂层的显微组织和抗高温氧化性能进行了研究,并与电弧喷涂FeMnCr/Cr3C2涂层、316L不锈钢涂层和20 钢做了对比试验.研究结果表明:三种涂层增重均明显低于20 钢;FeMnCrAl/Cr3C2涂层氧化增重约为FeMnCr/Cr3C2涂层的1/3,略高于316L不锈钢涂层,FeMnCrAl/Cr3C2涂层氧化后表面生成具有保护性的、致密的含Al氧化膜和Cr与Fe的复合氧化物,阻碍了涂层进一步氧化,但存在不均匀性,原因是电弧喷涂层成分的微观不均匀性和涂层中存在孔隙.     

CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr及NiAl/Cr3C2-NiCr涂层的结合性能

在CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层、NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层.测试涂层与基体间的结合强度及涂层的热震性能,结合SEM,EDS和XRD等分析涂层物相变化,探讨涂层的结合机理.结果表明,涂层的结合强度均较高;Ni-Al发生放热反应,生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3,剩余的铝与铜反应生成Cu3Al2,CuAl2,CuAl,局部区域形成微冶金结合;二种涂层均以机械锚合为主,在参数适合且基体相同的情况下,涂层结合强度取决于涂层材料的力学性能;相同试验条件下,NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层的热震性能优于Cr3C2-NiCr涂层.     

温度对铜表面喷涂层冷热疲劳性的影响及失效机理

文中用等离子喷涂在CuCo2Be表面制备了Cr3C2-NiCr涂层,并分别在500,550,600,650℃进行热震试验,研究温度对其疲劳寿命的影响;选用XRD,SEM,EDS等研究了涂层及化合物相的形成、不同温度热震后涂层内、外表面的微观形貌、氧化产物等.结果表明,涂层呈现层状,化合物为角状Cr3C2-NiCr,涂层与界面的结合以机械结合为主;XRD分析发现涂层中形成了一定非晶相,热震后涂层中存在铜、镍氧化物.分析其热震失效机制为:500℃时主要是热膨胀系数突变引起的应力与氧化共同作用;随热震温度升高,涂层与基体结合处应力增大,涂层失效机制逐步转变为应力主导失效.     

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.     

HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层的磨粒磨损性能

探讨了氧气流量、燃气流量和喷涂距离三个喷涂工艺参数对ＨＶＯＦ喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层硬度和磨粒磨损性能的影响。结果表明,燃气流量、氧气流量和喷涂距离对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能的规律有所不同。在较高的燃气流量、适中的氧气流量和喷涂距离条件下,涂层具有较高的显微硬度;而氧气流量和燃气流量对涂层的磨粒磨损性能影响较大,适中的燃气流量条件下,涂层的磨粒磨损失重量较低,高的氧气流量条件下,磨损失重量     

Cr_3C_2-NiCr涂层的工程化应用研究

从工程化应用的角度出发,比较了超音速火焰喷涂工艺(HVOF)和等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层性能差别,发现HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层质量明显优于等离子喷工艺,从而采用HVOF工艺作为Cr3C2-NiCr涂层优选的喷涂方法。HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr陶瓷涂层具有硬度高(HV300>9800MPa)、孔隙率低(<0.9%)、与基体结合强度高(>70MPa)等特点,满足柴油机关键部件缸套涂层的使用要求。     

铸铁轧辊表面Cr3C2-NiCr涂层的显微组织

研究分析了铸铁轧辊表面等离子喷涂Cr3C2-25NiCr复合涂层的组织结构。结果表明,Cr3C2-25NiCr涂层具有典型的层状结构;涂层质量较好,组织相对紧密,与基体结合尚可;由EDS和涂层物相分析可知,涂层与基体间没有发生元素扩散现象,涂层与基体呈机械结合。     

Silt Erosion Characteristics of a Cr3C2-NiCr Coating Fabricated by High Velocity Oxy-Fuel （HVOF） Thermal Spray

A Cr3C2-NiCr coating was prepared by high velocity oxy-fuel(HVOF)thermal spray on 1Cr18Ni9Ti stainless steel.Phases and microstructures of the coating were investigated by X-ray diffraction(XRD),optical microscopy(OM)and scanning election microscopy(SEM),respectively.The cavitation erosion resistance and silt erosion resistance of the coating were evaluated using a GB/T6383-2009 standard method in two experimental conditions(fresh water and water contained fine silt),compared with the coatings hydro machine material 1Cr18Ni9Ti stainless steel.The coating shows a layered structure and has a significantly higher microhardness(11.97 GPa)than that of the 1Cr18Ni9Ti stainless steel(2.1 GPa),which results in less mass losses both in cavitation erosion and silt erosion experiment.The HVOF coating has a predominant performance in the cavitation erosion and silt erosion resistance.The higher microhardness of the coating is the main cause which results in a less mass losses in the erosion experiments.And the mass loss usually happens at the edges of the pores.