金属基固体自润滑复合涂层及其制备技术研究进展

金属基固体自润滑复合涂层具有强度高、耐高温、耐磨损以及易加工等特性,成为近来研究热点。首先综述了国内外金属基固体自润滑复合涂层的材料体系(即难熔金属基自润滑复合涂层、软金属基自润滑复合涂层、低温金属基自润滑复合涂层以及高温金属基自润滑复合涂层),随后分析了金属基固体自润滑复合涂层的润滑机理,指出润滑膜的低剪切特性是实现减磨润滑的关键。接着介绍了金属基固体自润滑复合涂层的制备技术,比较分析了烧结、电镀、化学镀、热喷涂、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、激光熔覆等技术,在制备金属基自润滑复合涂层方面的优点和不足。最后总结了目前在关于金属基固体自润滑复合涂层研究中存在的问题,进而探讨了相应的解决方案,提出应深入研究金属基体、固体润滑剂与环境三者之间的相互作用机理,并进一步指出研发新型固体润滑剂、改进现有制备技术、开发新工艺是未来重点发展的方向。     

石墨烯涂层刀具的研究现状

针对高效干式切削加工中润滑能力不足,将自润滑性能优良的石墨烯粒子原位生长或者以复合材料的形式沉积于硬质合金刀具基体表面,有望弥补传统干切削中刀具使用寿命和加工性能偏低的不足。介绍了石墨烯材料在金属切削刀具领域中的研究和应用的现状,解读使用不同的工艺制备方法获得原生石墨烯涂层或者石墨烯复合超硬材料,并用其进行金属切削加工和摩擦磨损的试验。结果表明：石墨烯涂层刀具具备优良的润滑性能,能有效降低刀具的摩擦因数和磨损率,提高其使用寿命。     

激光制备自润滑复合涂层及摩擦学性能研究进展∗

运动部件在润滑油脂失效或无润滑介质时磨损加剧,通过激光技术在部件表面制备自润滑复合涂层是一种有效的解决途径。 介绍了通过激光技术制备自润滑复合涂层的质量评价指标,对自润滑复合涂层基体材料进行了详细的分类,从金属基、陶瓷基、高分子自润滑三种基体复合涂层进行系统分析,根据前人的理论研究和实践应用指出自润滑复合涂层目前存在的问题。 自润滑复合涂层对基材耐磨减摩性能的提升是明显的,不同涂层材料体系间的研究方式和进展存在差异,总结了该领域的研究进展,对未来激光制备自润滑复合涂层的研究方向进行了展望。     

铜基自润滑涂层的研究进展

相比于传统的润滑油、润滑脂,固体润滑剂能够满足极端条件下的润滑要求.向铜基体中掺入固体润滑剂、合适的增强相颗粒,能形成铜基自润滑复合涂层,可以显著提高铜基涂层的减摩耐磨性.在国内外铜基自润滑复合涂层已有研究的基础上,首先综述了铜基自润滑复合涂层的材料体系,即常用固体润滑剂和增强相的适用范围及其作用机理.润滑性能与强度配合协调的问题是铜基自润滑涂层的一个研究关键.然后介绍了制备铜基自润滑复合涂层的传统"热"技术,如粉末冶金、激光熔覆、热喷涂等,但都具有一定的局限性.对比发现,"低温"条件下进行的冷喷涂技术,在制备铜基自润滑涂层方面具有传统涂层制备技术不可替代的优势,可有效克服"热"技术问题,拥有极大的潜在应用价值.要获得厚度大、结合强度高、自润滑性能好且能适应复杂严苛服役环境的涂层,面临着巨大挑战,所以急需研发多润滑相/增强相新型涂层,或尝试冷喷涂复合加工技术.     

新一代切削刀具AIP涂层SX系列

近10年来,涂层技术在切削刀具上的应用得到了快速普及,涂层刀具已成为切削加工不可缺少的主流刀具。与此同时,随着切削加工向高速切削、强力切削和干式切削的迅速发展,对涂层刀具的性能提出了更高要求。本文就刀具涂层技术的现状、开发动向以及日本JFE精密株式会社开发涂层新技术的情况作一简介。     

中科院宁波材料所在硬质防护涂层研究方面取得进展

正以三元TiAlN为代表的TiN基刀具防护涂层,由于具有硬度高、抗氧化好、高温时效硬化等优点,一直是国内外刀具涂层的主流产品。但是,该类涂层在切削时,由于摩擦系数较大,导致切削力大、切削温度高,工件表面光洁度差,不利于难加工材料(如钛、镍合金等)的切削加工或是普通材料的干式切削。近年来,VN基涂层由于具有显著的中高温自润滑能力,被广泛地引入到多元氮化物涂层(TiAlVN、AlCrVN)及纳米叠层式涂层(TiAlN/VN),获得了较好的     

静压滑环在干式加工中的应用

干式加工技术是一种绿色制造技术,是加工技术发展方向之一。本文叙述了国内外干式加工的发展情况、干式切削加工方法和刀具涂层的研究状况。介绍了静压滑环结构、工作原理及其在干式加工中的应用。     

日本住友电工开发的几种规削刀具新产品

为了保护环境、降低能耗,满足高速、高效、高硬度、高精度及干式切削加工的迫切需求,日本住友电工硬质合金工具公司应用先进的纳米技术、独立研发的PVD涂层技术以及超硬材料技术,开发了适用于高速干式切削加工的超级ZX涂层硬质合金刀具、     

激光熔覆自润滑复合涂层研究进展及发展趋势

结合激光熔覆自润滑涂层实例,从材料设计、制备工艺、性能优化等方面综述了激光熔覆自润滑涂层的研究现状、存在的问题及发展方向。总结了常用固体润滑材料的摩擦学性能特点,并就如何选择自润滑材料、包覆技术和宽温域润滑的研究进展进行了简要阐述。讨论了激光熔覆制备自润滑复合涂层中软质润滑相和硬质耐磨相之间的关系,以及熔覆材料成分对涂层摩擦学性能的影响。简要分析了裂纹成因及控制涂层质量的常用手段,重点探讨了激光工艺参数对涂层中润滑相体积分数和分布状态的影响,并总结了激光熔覆自润滑涂层在工程中的应用,以期为激光熔覆技术的发展提供参考。目前激光熔覆自润滑涂层的应用已初具规模,但在润滑剂的失效与防护、新材料的研究与应用、制备工艺的优化以及针对特殊环境下的摩擦磨损实验研究等方面仍存在较大发展空间。     

实现刀具材料自润滑功能的三种方式

一是利用刀具在切削高温下的摩擦化学反应,在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现刀具的自润滑。例如,Al2O3/TiB2陶瓷刀具在高速干式切削时就显示出自润滑功能。在高速切削过程中,当刀具表面温度超过800℃时,其中TiB2发生氧化,生成Ti和B的氧化物TiO2和B2O3,在刀具前刀面和切屑之间起着润滑剂的作用。二是通过对刀具材料进行表面涂层或表面离子注入,形成自润滑功能的表面。例如,采用MoS2涂层的硬质合金铣刀铣削高强度钛合金零件时,其寿命比未涂层铣刀提高20%;新型纳米复合涂层可使刀具具有优异的减摩、抗磨功能和自润滑…     

复合处理技术在硫化物自润滑薄膜制备中的应用

渗硫层能有效降低零件的摩擦系数,提高零件的抗擦伤性能和耐磨性能,但是单纯的低温离子渗硫不能保证特定工况的生产要求,选用其它处理技术与低温离子渗硫相结合的复合处理方法可以制得表层软、亚表层硬的理想固体自润滑涂层。综述了离子多元复合渗法(S-N,S-C-N,S-O,S-Mo),两步法(喷丸和超音速纳米化处理与低温离子渗硫、预置薄膜涂层与低温离子渗硫、激光处理技术与低温离子渗硫),以及多种复合处理技术相结合法的特点和部分应用实例,着重介绍了每种复合处理技术的工艺。针对目前复合处理技术在固体自润滑薄膜制备中存在的问题,提出复合处理技术的发展方向。     

金属基固体自润滑复合材料的研究进展

介绍固体润滑技术和固体润滑材料的应用背景和优势,总结难熔金属基、铜基、铝基、铁基和镍基等金属基固体自润滑复合材料各自的特点,讨论金属基固体自润滑复合材料的自润滑机理,指出金属基固体自润滑复合材料在研究与开发中出现的问题,介绍近年来金属基固体自润滑复合材料制备方法和研究内容方面的进展。     

电泳-电沉积 Ni-PTFE 复合镀层及其摩擦学行为研究

目的制备具有优良自润滑性能的Ni-PTFE复合镀层,同时探究其摩擦学性能。方法首先在铜基体表面电泳沉积一层PTFE膜,再将覆有PTFE膜的基体放入光亮镀镍溶液中进行电沉积(电泳-电沉积法),用SEM附带的能谱仪检测复合镀层的PTFE复合量,同时在自制的销盘摩擦磨损实验机上进行相关的摩擦学实验,以评价其摩擦学性能。结果用电泳-电沉积法制备出了含量(以体积分数计)达63.4%的Ni-PTFE复合镀层。在干摩擦条件下,PTFE微粒的加入可以降低复合镀层的摩擦系数(最低至0.067)。结论高PTFE复合量的复合镀层具有良好的耐磨性能。     

导电耐磨自润滑涂层的研究现状与展望

导电耐磨自润滑涂层是一种兼具高导电、高耐磨、低摩擦、耐高温和强韧化于一体的功能涂层,广泛应用于高端装备滑动电接触部件的表面性能提升。近年来,电子通讯、轨道交通和航空航天等领域的快速发展进一步促进了该类涂层的研究与应用。首先重点综述了常用的几种导电耐磨自润滑涂层的制备技术,包括冷喷涂技术、超音速等离子喷涂技术、磁控溅射技术、激光表面改性技术和电镀技术,并总结了各类技术的特点。随后,分析了影响涂层材料导电性能和摩擦磨损性能的主要因素和作用机理,进一步从能量角度探讨了载流摩擦磨损过程中的热量损失,从原子角度与相变角度揭示了材料的载流摩擦磨损机制,介绍了有望用于导电耐磨自润滑涂层的潜在材料体系(MAX相和Magnéli相等)。最后指出,优化涂层质量、研发考核实验设备和探究涂层导电耐磨自润滑机理是该综合防护涂层未来的重点发展方向。     

硼化锆基复合涂层的研究进展

综述了ZrB_2基复合涂层的制备方法,并介绍了ZrB_2基复合涂层的研究发展趋势。重点介绍了热喷涂在ZrB_2基复合涂层制备中的优势,详细阐述了热喷涂在ZrB_2基复合涂层制备中的应用,并对其进行了总结和展望。其中热喷涂反应合成ZrB_2基复合涂层能够解决由于原料熔点过高而造成粉末熔化状态较差的问题,从而改善涂层的质量并提升涂层的性能。文中指出热喷涂反应合成ZrB_2基复合涂层能否达到理想使用要求的关键因素是前驱体粉末的成分设计,并提出了前驱体粉末的成分设计及优化需考虑的问题。     

Self-lubricating ceramic cutting tool material with the addition of nickel coated CaF2 solid lubricant powders

A new type of self-lubricating ceramic cutting tool material with the addition of metal coated solid lubricant powders was developed. Nickel coated CaF₂ composite powders with core–shell structure were produced by electroless plating technique. The growth process of nickel coating on the solid lubricant CaF₂ powders was analyzed. The as-prepared self-lubricating ceramic cutting tool material made by adding nickel coated CaF₂ powders exhibited notable improvements in microstructure and mechanical properties, in comparison with the corresponding cutting tool material made by directly adding uncoated CaF₂ powders. Cutting tests show that the new type of self-lubricating ceramic cutting tool has better antifriction property and wear resistance than the corresponding cutting tool.