纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及抗磨损性能的影响

采用超音速火焰热喷涂(HVOF)技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢材料表面制备涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、微区X射线荧光光谱仪、结合力试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、磨蚀试验机、汽蚀试验机等手段研究分析纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及性能的影响。结果表明:稀土元素Ce较为均匀地分布在涂层中,起到细化晶粒、抑制Cr、Co等元素合金化以及提高WC抗氧化性能等效果;涂层的致密性、显微硬度以及结合强度等性能大幅提高;涂层的抗摩擦磨损性能提高1.23倍,抗高泥沙水流的磨损性能提高7.46倍,抗汽蚀性能提高63.6%。     

热处理对超音速火焰喷涂WC涂层微观结构及性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究不同温度退火热处理对超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的微观结构、显微硬度、结合强度、耐磨性能等的影响。结果表明:当退火热处理温度低于450℃时,涂层的相组织结构未发生明显改变,显微硬度及耐干摩擦磨损性能随着热处理温度的升高而提高,并在450℃时出现峰值;当热处理温度高于450℃时,随着热处理温度的升高,涂层中WC、Co、Cr相的含量逐渐降低,大部分转化为CoWO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等氧化物相,涂层的孔隙率明显升高,耐泥沙冲蚀性能明显降低;当热处理温度升高到600℃以上时,涂层的结合强度开始降低;当热处理温度为850℃时,涂层整体剥落。     

Cr12MoV模具钢搅拌摩擦加工超细晶表面层性能研究

采用不同旋转速度进行搅拌摩擦加工Cr12MoV模具钢超细晶表面层的制备,并测试分析超细晶表面层的组织与性能。结果表明,采用搅拌摩擦加工方法可在Cr12MoV模具钢表面制备出晶粒尺寸为4~8μm的超细晶表面层。与常规氮化处理Cr12MoV模具钢相比,采用搅拌摩擦加工处理的Cr12MoV模具钢磨损体积减小68%、冲击吸收功增大72%。随旋转速度从200 r/min增大至1 000 r/min,超细晶模具钢的晶粒先细化后粗化,耐磨损性能和抗冲击性能均先提高后下降。搅拌摩擦加工时的旋转速度优选为600 r/min。     

超音速火焰喷涂合成TiC-Ni涂层摩擦磨损性能分析

以Ti,Ni和C为原料利用HVOF合成技术制备TiC-Ni涂层,对所制备的涂层进行滑动磨损试验,并利用扫描电镜观察涂层磨损失效形式。结果表明,粉末组成中Ni含量对涂层的滑动磨损性能影响较大,Ni含量较低时随Ni含量的升高磨损失质量降低,Ni含量过高时,涂层磨损失重反而升高。工艺参数中,氧气流量和燃气流量对涂层磨损性能的影响呈不同的变化规律,适中的氧气流量、燃气流量条件下制备的涂层磨损率较低。涂层滑动磨损失效主要有粘结相的优先犁削和碳化物剥落。失效过程中碳化物颗粒的剥落对涂层磨损起关键作用,涂层中的粘结相、氧化物和孔隙对疲劳裂纹的扩展有很大的影响。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦氧化机理研究

使用T11及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,用SEM观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明:摩擦副对Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦磨损性能影响不大;载荷增加,涂层表面的磨痕增宽,摩擦因数与磨损率减小,磨痕处的氧化物和烧结物增多;温度对涂层的摩擦磨损性能影响不大,高温下的“跑合”期比常温下的短;涂层的磨损机理主要是剥层磨损,在高温高载荷的磨损条件下,磨痕处出现氧化物和烧结物,在剥层磨损的同时还存在部分粘着磨损。     

Ni-Al复合涂层对P92耐热钢高温抗氧化性的影响

为提高P92钢的高温抗氧化性,采用电镀镍+低温粉末包埋渗铝技术,在其表面制备Ni-Al双层复合涂层,研究其在650℃下空气中的氧化行为及机理,并与P92钢基体的氧化行为做对比分析。用X射线衍射仪及配有能谱仪探头的扫描电子显微镜分析涂层氧化前后的显微组织、物相组成及元素沿截面的扩散规律。结果表明:复合涂层的渗铝层致密无孔洞,物相组成物为Ni-Al金属间化合物,且由Ni2Al3到β-NiAl的物相转变受Ni/Al互扩散控制;经132 h氧化后,P92钢表面生成双氧化层,外层主要为疏松多孔的Fe2O3,内层为(Fe0.6Cr0.4)2O3,而Ni-Al复合涂层表面则形成保护性的Al2O3,在氧化过程中无明显裂纹,具有良好的结构稳定性。包覆Ni-Al涂层处理后,P92钢单位面积氧化增质量由11 g/m2降低到2.713 g/m2,明显提高P92钢的抗氧化性。     

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。     

基于正交回归实验设计方法的HVOF喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损性能的研究

基于正交实验设计方法 ,系统试验研究了氧气流量、燃气流量和喷涂距离对超音速火焰喷涂 Cr3C2 Ni Cr涂层磨粒磨损性能的影响 ,获得了喷涂工艺条件与涂层磨粒磨损失重量的定量关系和最佳的喷涂工艺参数 ,并进行了实验验证。结果表明 :氧气流量、燃气流量和喷涂距离对涂层磨粒磨损性能具有交互影响。其中燃气流量和氧气流量的影响较为显著 ,适中的燃气流量和氧气流量有利于获得耐磨性较好的涂层     

镍基WC陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

为了改善制动器的制动性能,即提高它的耐磨性和摩擦系数,对4种WC含量不同的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究,并且利用扫描电子显微镜对复合涂层的磨损面进行了观察,在此基础上对其抗磨机理和WC含量对涂层摩擦磨损性能的影响进行了分析与讨论.试验结果表明,含WC硬质相的镍基复合涂层的耐磨性和摩擦系数都高于基体HT250,其原因是涂层具有较高的硬度和较好的韧性.     

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。     

HVOF和APS制备WC-Co/NiCrBSi复合涂层高温摩擦学特性研究

运用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)技术在7005 铝合金表面制备了WC-Co/ NiCrBSi 复合涂层,分析了2 种技术所制备复合涂层的微观结构,研究了其在高温条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:采用HVOF 技术制备的复合涂层孔隙率仅为APS 制备复合涂层的28. 9%;其显微硬度(838. 4HV0. 5)以及与基体间元素扩散层厚度( Al:13. 17 μm, Ni:12. 55 μm) 均高于APS 制备的复合涂层。不同温度条件下,HVOF 制备复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于APS 制备复合涂层。室温25 ℃时,HVOF 制备复合涂层以微观切削磨损和轻微的疲劳磨损为主,而APS 制备的复合涂层则主要为疲劳断裂磨损;高温400 ℃条件下,前者的磨损机理变为多次塑变磨损和氧化磨损,而后者则为严重的粘着磨损和氧化磨损。     

超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织及摩擦学性能

为研制一种高炉风口用耐高温、耐磨损涂层材料,采用超音速大气等离子喷涂法在铜合金(Cr Zr Cu)基体上制备Cr_2O_3-TiO_2复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、图形软件(Image-Pro Plus 3.0)和显微硬度计对Cr_2O_3-TiO_2复合涂层的显微组织进行表征,利用销盘式摩擦磨损仪在室温干滑动磨损条件下测试涂层的摩擦学性能。结果表明:喷涂后涂层与初始粉末的物相成分相近,主要是Cr_2O_3和TiO_2(金红石相),不同的是涂层中发现少量的低价氧化钛(TiO_2-x);涂层的截面组织比较致密,为典型的波浪形堆叠结构,孔隙率为1.16%,显微硬度为1 573HV0.3;涂层的断口形貌主要由短轴晶组成,另有少量熔融不完全颗粒。摩擦磨损试验表明:涂层的摩擦因数在0.4左右,平均磨痕宽度为354.8μm,磨损体积为21.75 mm3;磨损机制主要为塑性变形生成的平滑表面摩擦膜及少量疲劳脆断导致的涂层材料剥落。Cr_2O_3-TiO_2复合涂层具有自润滑特性,能够有效地防止基体材料的磨损。     

不锈钢激光熔敷Ni-Cr-B-Si合金涂层的组织及腐蚀行为

采用激光熔敷技术在316L不锈钢表面制备成形良好、无宏观裂纹、组织致密的Ni-Cr-B-Si合金涂层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的显微组织和物相组成,通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试研究涂层和基材在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为。结果表明:涂层从底部到顶部,组织形态变化依次为平面晶、胞状晶、柱状树枝晶和等轴树枝晶,涂层主要由γ-(Ni,Fe)固溶体、Fe Ni3、M23C6(M=Fe,Ni,Cr)以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11相组成;在3.5%Na Cl溶液环境中,涂层的自腐蚀电位比基材正移了0.14 V,腐蚀电流密度较基材减小71.84%,腐蚀阻抗值也显著高于基材,耐腐蚀性能优于基材,这是由于涂层表面形成钝化膜的致密度和稳定性更高。     

Cr_3C_2/Ni_3Al表面堆焊合金层的特征分析

对Cr3C2/Ni3Al复合堆焊合金层的元素分布、横截面组织和硬度等进行分析和研究。结果表明,堆焊过程中,母材表面半熔化区的形成使堆焊层与母材实现冶金结合,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大,形成Cr3C2强化的Ni3Al基堆焊层;Ni3Al基体对Cr3C2起到保护和支撑作用,弥散分布的硬质强化相Cr3C2,硬度高,抗磨损性好,显著提高堆焊层硬度,并对Ni3Al基体起保护作用;堆焊层与母材冶金结合,无裂纹,不易剥落,使得部件整体的耐磨性能提高。     

等离子喷涂高炉风口用Al2O3涂层的组织及性能研究

采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备氧化铝(Al2O3)涂层试样。利用XRD衍射仪、扫描电镜和图形软件对其微观组织进行表征,采用水淬法测试其抗热震性能。结果表明:Al2O3涂层大部分由γ相组成,断口形貌为柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织具有较好完整性,孔隙率为1.1%;试样在950℃经历了均值为36.3次热震循环后其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,因此Al2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于风口套表面涂层的制备。     

不同热处理后Cr12MoV钢磨损的研究

研究热处理工艺对Cr12MoV钢组织和磨损性能的影响,利用扫描电镜对磨损表面进行观察分析。结果表明,Cr12MoV钢经不同热处理后其干滑动摩擦磨损机理均为黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损。     

有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。     

温度对Ni-Al-Cr合金沉淀影响的微观相场模拟

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像和体积分数等手段模拟了Ni75Al6Cr19合金在不同温度下的沉淀行为。结果表明:随着时效温度从873 K升高至1 023 K,Ni75Al6Cr19合金由DO22和L12两相共存组织转变为DO22单相组织;受弹性畸变能影响,有序相颗粒沿[100]和[010]方向排列,且时效温度升高,择优取向性愈发显著。平衡时,先析出DO22相的体积分数大于后析出L12相的体积分数。     

纳米WC增强Ni基复合涂层析出相及相成分研究

以Ni60B+纳米12%Co-WC陶瓷颗粒复合粉为熔覆材料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备出WC增强Ni基复合涂层。涂层在MM-200磨损试验机上进行干滑动磨损试验,借助SEM、EDS、XRD等检测仪器对涂层磨损前后的组织进行分析研究。结果表明:涂层磨损前组织主要为Ni基固溶体、WC颗粒、块状和枝晶组织;经过磨损试验的涂层,在其磨痕中发现了纳米级的析出相;结合MX2600FE场发射扫描电镜所附带的EDS和JEM-2100型透射电镜对析出相的成分进行分析,析出相成分初步确定为WC。     

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...