一种等离子喷涂Al/BN封严涂层

通过进行Al/BN面层粉末、NiAlW合金底层粉末喷涂工艺试验,确定了Al/BN及NiAlW粉末的化学成分和粒度分布,使其适合大气等离子喷涂的工艺要求,并制备出Al/BN可磨耗封严涂层。该涂层结合强度和布氏硬度适中,450℃耐热震性能良好,且在300小时以内组织稳定。销盘摩擦磨损试验结果表明,在室温下,涂层刮削性好,没有对GH2150变形高温合金摩擦销造成明显损伤;在450℃下,未对ВТ18У钛合金和GH2150摩擦销合金造成明显的磨损损伤,但其耐磨损性能有所下降。     

铜铝聚苯酯涂层性能研究

采用大气等离子喷涂技术制备了铜铝聚苯酯 (CuAl/PHB) 涂层, 对涂层进行了组织、 硬度、 结合强度、 高 温抗氧化、 抗热震、 高温硬度以及微动磨损和可磨耗性能测试和分析研究。 结果表明, CuAl/PHB 涂层孔隙和聚 苯酯占比为 17.5%, 硬度平均值 90.4 HR15Y, 结合强度 ≥25.4 MPa, 在 620 ℃下涂层具备良好的高温抗氧化性能, 700 ℃下水淬抗热震性能达到 135 次, 在 450 ℃ ~700 ℃温度范围内涂层高温硬度由 HR15Y 76.6 降低到 66.8。 在 高载荷 100 N、 高频率 100 Hz, 高温 700 ℃条件下的微动磨损结果表明, 涂层在 620℃下摩擦系数小于 0.5, 具 有良好且稳定的耐微动磨损特性; 涂层在 400 ℃ ~600 ℃模拟工况条件下具有良好的可磨耗性, 叶片进给磨损比 IDR 值小于 14.02%, 且随温度增加可磨耗性提高; 制备的铜铝聚苯酯涂层可实现耐微动磨损和可磨耗的良好结合。     

可磨耗封严涂层的摩擦磨损和抗冲蚀性能

可磨耗封严涂层在航空发动机中应用广泛,本文对Ni／石墨、AlSi／石墨、Ni／h-BN和AlSi／h-BN涂层的摩擦磨损性能和抗冲蚀性能进行了研究。结果表明：非金属相对涂层的摩擦磨损性能起决定性作用,以石墨为造孔填充相的涂层具有低的摩擦系数和优良的摩擦磨损性能。涂层的抗冲蚀性能取决于涂层的金属相,在冲蚀试验中,AlSi／石墨和AlSi／h-BN涂层在比Ni／石墨和Ni／h-BN涂层表现优异。     

NiCrAl/NiCg 封严涂层高速可磨耗性能研究

NiCrAl/NiCg 可磨耗封严涂层可以提高涡轮发动机效率, 已广泛应用于航空发动机中高压压气机部位。 本 文采用高温高速刮擦试验方法对 NiCrAl/NiCg 封严涂层进行模拟服役工况条件下的可磨耗试验, 试验后通过对磨 损表面宏观形貌、 微观组织形貌、 磨损质量以及叶片高度磨损比等数据进行分析以评价涂层的可磨耗性能。 结果 表明, NiCrAl/NiCg 封严涂层在不同的试验条件下均表现出优异的可磨耗性能, 可以保护叶片免受损伤; 当进给 速率由 5 μm/s 提高到 500 μm/s 时, 叶片涂层质量磨损比 (IQR) 值、 叶片高度磨损比 (IDR) 均显著提高, NiCrAl/ NiCg 封严涂层的可磨耗性有所下降; 单次刮削深度是影响 NiCrAl/NiCg 封严涂层可磨耗性能的重要影响因素, 单次刮削深度越小, NiCrAl/NiCg 封严涂层的可磨耗性能越优异。 该研究为航空发动机应用中叶尖与可磨耗封严 涂层相互作用的探索提供了新的基础数据, 也为今后封严涂层性能研究及选定提供参考依据。     

发动机用AlSi/BN、CuAl/NiCg封严涂层可磨耗性研究

利用高温高速可磨耗试验机,模拟发动机典型工况,进行了AlSi/BN、CuAl/NiCg封严涂层与TC4模拟叶片配副的可磨耗性验,分析了刮削磨耗试验后涂层和叶片的宏观形貌、涂层刮削深度、叶片磨损高度和总磨耗深度。结果表明:AlSi/BN涂层在不同进给速率下的刮削深度均远大于TC4叶片的磨损高度,涂层和叶片磨耗表面有凹槽,磨耗时有"积屑瘤"产生。CuAl/NiCg涂层在不同进给速率下的TC4叶片磨损高度为涂层刮削深度的2~4倍,涂层磨耗表面整体平整,局部有轻微剥落,磨耗时未产生"积屑瘤"。     

不同复合形式对AlSi／BN粉末及其涂层组织性能的影响

本文通过对两种组元的粒度设计,制备出BN与AlSii团聚、BN包裹AlSi、AlSi包裹BN三种形态的AlSi／BN复合粉末,通过大气等离子喷涂制备AlSi／BN可磨耗封严涂层,对粉末及涂层组织性能的研究结果表明,BN与AlSi团聚复合粉末涂层的BN含量最高,热稳定性最好。AlSi包裹BN复合粉末形成的涂层具有最高的硬度,其BN的损失特性为烧损和冲击型损失。     

Ni—Cr／hBN自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用粉末冶金技术制备Ni—Cr／hBN自润滑复合材料,研究hBN含量及摩擦栽荷对Ni—Cr／hBN复合材料的性能及摩擦磨损行为的影响．结果表明：随hBN含量增大,Ni—Cr／hBN复合材料的密度、抗弯强度和摩擦系数均逐渐减小．当载荷为20N时,Ni—Cr／hBN复合材料的磨损速率随hBN含量的增大而减小：当栽荷为60N和100N时,磨损速率随hBN含量增大呈先减小后增大的趋势．当hBN含量不变时。磨损速率随载荷增大而逐渐增大．通过探讨Ni—C汕BN自润滑复合材料的润滑与磨损机理可知。材料的摩擦系数取决于hBN的含量,而磨损速率与材料的力学性能有关．当hBN含量为9％（质量分数）,摩擦载荷为60N时,Ni—Cr／hBN自润滑复合材料具有最佳的摩擦学综合性能．     

Cr2AlC含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用冷压-烧结方法制备了含质量分数0%、5%、10%、15%Cr₂AlC的铜基复合材料, 利用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪观察并分析复合材料微观组织和微区成分, 使用HVS-1000型显微硬度计和M-2000型摩擦磨损试验机测试复合材料的硬度和摩擦磨损性能, 分析Cr₂AlC质量分数对复合材料硬度、摩擦性能和磨损机理的影响。结果表明:含Cr₂AlC铜基复合材料的相对密度为0.8, Cr₂AlC均匀分布在铜基体上, 有效提高了复合材料的硬度; 随Cr₂AlC质量分数增加, 复合材料摩擦系数先升高后降低, 磨损量先降低后回升, 当Cr₂AlC质量分数为10%时, 复合材料的摩擦系数最大, 磨损量最低, 耐磨性能最佳; 未添加Cr₂AlC的纯铜材料磨损机理以黏滑为主, 含Cr₂AlC铜基复合材料的磨损机理是犁削磨损、剥层磨损和氧化磨损三者的结合。     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层的组织结构与微动磨损性能

采用超音速等离子喷涂法在1045钢表面制备NiCr-Cr_3C_2涂层,分析涂层的微观结构及化学成分以及涂层的晶粒结构,利用MICROMET-6030显微硬度仪和Nano-test 600纳米压痕仪测定涂层的显微硬度与弹性模量,通过油润滑微动摩擦磨损试验测试涂层的微动磨损性能。结果表明,NiCr-Cr_3C_2涂层为明显的层状结构,具有单晶、纳米多晶与过渡区共存的复杂晶体学结构,显微硬度HV0.3高达998,约为基体材料硬度的3倍,弹性模量为224.6GPa;涂层的微动摩擦因数随载荷增大而减小,随温度升高而增大。喷涂层的抗微动摩擦磨损性能较基体优异,摩擦因数及体积磨损量分别比基体降低36.7%和55.6%。涂层的磨损机理以磨粒磨损和疲劳剥落为主。     

铝含量对镍铬铝膨润土可磨耗封严涂层性能的影响

镍铬铝膨润土涂层是一种用于航空发动机、 燃气轮机和透平机等封严部位的中高温可磨耗封严涂层。 本 文采用化学包覆工艺制备了铝含量在 3.33 wt.%~4.68 wt.% 之间的镍铬铝膨润土粉末, 并通过火焰喷涂工艺制备 得到镍铬铝膨润土涂层, 研究了粉末铝含量对镍铬铝膨润土涂层组织和性能的影响。 结果表明： 随着粉末中铝含 量的增加, 涂层的硬度和结合强度呈现上升趋势; 当铝含量为 4.68 wt.% 时, 所制备的复合粉末材料经喷涂后, 组织均匀性好, 涂层硬度为 52.84 HR15Y, 结合强度为 6.63 MPa, 在室温及高温下 IDR 值均小于 6%, 可磨耗性 能优良。     

激光熔覆改性铁基合金涂层的硬度和耐磨性能研究

为提高石油钻井行业中工件表面涂层的硬度和耐磨性,提升工件使用寿命,本文设计开发了含Cr、V元素的三种铁基激光粉末,通过激光熔覆加工工艺进行涂层制备,对铁基激光涂层的物相、硬度和摩擦磨损性能检测,成功开发了硬度高达60 HRC,摩擦系数为0.6094,15分钟50N载荷条件下磨损量仅为0.0007 g的高耐磨铁基激光熔覆涂层,满足石油钻井行业对于高硬度、高耐磨、长寿命的涂层需求。     

一种可磨耗封严涂层制备及性能研究

分析了一种石墨基可磨耗封严涂层粉末的特性。采用火焰单送粉的喷涂方法制备一种石墨基可磨耗封严涂层,通过调整工艺参数制备出不同形貌及硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,确定了该可磨涂耗封严涂层的最佳喷涂工艺参数,并对该封严涂层的结合强度粘接方法进行了对比和评价。     

高温可磨耗复合梯度涂层喷涂工艺研究

按照常压等离子喷涂工艺路线,选择合理的喷涂工艺参数和复合喷涂材料的配比,使用常压等离子喷涂设备在发动机结构件上制备出了高温可磨耗复合梯度封严涂层。对该涂层显微组织、EDS微区成分、涂层组织抗氧化性和涂层氧化增重曲线的测试分析表明,涂层的结构和性能符合相关标准,制备的涂层达到了高温可磨耗封严涂层的使用要求,并已得到实际应...     

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

Wear-Resistant Layered Electrospark Coatings Based on ZrB2

We have studied the composition and tribological parameters (coefficient of friction and wear rate) of coatings obtained in electrospark alloying (ESA) of steel 45 with the composite ceramic ZrB₂ – SiC – B₄C based on zirconium diboride. We have shown that layer-by-layer electrospark alloying using Ti – Al – N composites to form an undercoat reduces the coefficient of friction of the coating down to 0.12-0.20 while maintaining a rather low wear level (7-11 μm/km). We have analyzed the effect of the composition of the secondary structures which are formed during tribo-oxidation under dry friction conditions.     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、Ti Al/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450m V)。同时,在极化曲线测试过程中发现Ti Al/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而Ti Al/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和Al O,没有发现Ti的腐蚀产物。Ti Al/BN复合涂层中形成的Ti Al合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

热喷涂铁基非晶涂层喷涂工艺及耐磨性能的试验研究

采用超音速火焰喷涂技术在 Q 235 钢基体上制备致密的铁基非晶涂层,对非晶涂层的喷涂工艺和涂层的耐 磨性能进行了研究。采用正交实验方法研究喷涂中煤油量、氧气量、送粉率对涂层性能的影响规律并对比分析涂 层孔隙率、硬度和结合强度。采用扫描电子显微镜表征粉末及涂层的结构形貌及摩擦表面形貌,通过 X 射线衍 射仪对涂层的物相和非晶含量进行分析,采用摩擦试验机分析对比涂层与钢基体的耐磨损性能并讨论了失效类型。 实验结果表明在最佳工艺参数下涂层孔隙率、洛氏硬度和结合强度分别为 0.14%、68.1 HRC、70.7 MPa,无明显 裂纹和缺陷。和 Q 235 钢对比,涂层的摩擦系数更为稳定,磨损量更小,涂层磨损机制为疲劳磨损和粘着磨损并 伴随轻微脆性剥落。