γ-TiAl合金表面TiC渗镀层的摩擦磨损性能

为了改善γ-TiAl合金摩擦学性能不理想的问题,采用双辉等离子表面合金化技术在γ-TiAl合金表面制备了TiC渗镀层,并使用扫描电子显微镜（SEM）、辉光放电光谱成分分析仪（GDOES）和X射线衍射仪（XRD）对TiC渗镀层的形貌、化学成分和物相结构进行分析,借助显微硬度计、划痕仪和往复摩擦磨损试验机对渗镀层的表面硬度、结合强度和摩擦磨损性能进行研究。结果表明：在γ-TiAl合金表面形成了纳米结构的TiC渗镀层,其中,沉积层厚约7 μm,扩散层厚约15 μm。渗镀层硬度比基体显著提高,达到2200 HV_0.2。渗镀层的摩擦因数和比磨损率都比基体大幅降低,摩擦因数从基体的0.7下降为0.37,比磨损率仅为基体的6.5%,表明制备的TiC渗镀层有效提高了γ-TiAl合金的耐磨性能。     

不锈钢双极板镀层性能研究

采用多弧离子镀技术分别在316L不锈钢双极板表面镀覆TiC、TiN层,采用电镀工艺在双极板表面镀金。采用SEM、XRD、三电极法、伏安法等手段检测分析了这几种镀层的质量、耐蚀性能和接触电阻。结果表明,用不同工艺制备的TiC、TiN涂层和镀金层均致密、均匀,无明显缺陷;TiC、TiN涂层和镀金层的耐腐蚀性均优于316L不锈钢,满足双极板耐腐蚀性要求。此外,TiN涂层和镀金层的接触电阻远小于316L不锈钢。考虑到镀覆工艺的可行性及生产成本,采用多弧离子镀技术在316L不锈钢双极板表面镀覆的TiN层平整致密、无明显缺陷,耐蚀性好,接触电阻小,值得推广应用。     

TCll合金多弧离子镀表面改性层的组织及耐磨性研究

为提高钛合金的表面耐磨性能，在TC11合金表面采用多弧离子镀技术进行表面处理。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对镀层显微组织进行了分析，用X射线衍射方法测定了镀层中的物相，用能谱仪测定镀层中元素的含量，使用显微硬度计测定了镀层和基体的硬度。分析结果表明，TC11合金表面获得了致密、与基体结合良好的纳米级TiN／CrN复合镀层，显微硬度为1800HV0．025，改善了TCll合金基体的表面组织，耐磨性明显高于常规热处理的试件。     

钛合金表面激光熔覆原位钛基复合材料涂层

通过激光熔覆不同比例TA15与Cr3C2的混和粉末,在TA15钛合金表面制备出原位钛基复合材料涂层,分析了涂层的组织、相组成、硬度及界面结合情况。研究表明,激光熔覆过程中,Cr3C2颗粒溶解并与Ti发生反应,在涂层中形成弥散分布的TiC;随原始粉末中Cr3C2添加量的增加,涂层中TiC含量及涂层硬度增加,TiC有等轴颗粒状及枝晶两种形貌;涂层组织致密,与基体呈完全冶金结合,涂层内TiC与钛合金基体界面结合良好,经弯曲及热震试验后,涂层未出现剥落现象,表明涂层与基体具有很好的相容性。     

TC11合金多弧离子镀表面改性层的组织及耐磨性研究

为提高钛合金的表面耐磨性能 ,在TC11合金表面采用多弧离子镀技术进行表面处理。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对镀层显微组织进行了分析 ,用X射线衍射方法测定了镀层中的物相 ,用能谱仪测定镀层中元素的含量 ,使用显微硬度计测定了镀层和基体的硬度。分析结果表明 ,TC11合金表面获得了致密、与基体结合良好的纳米级TiN/CrN复合镀层 ,显微硬度为 180 0HV0 0 2 5 ,改善了TC11合金基体的表面组织 ,耐磨性明显高于常规热处理的试件。     

反应电火花沉积合成TiC/Ti复合涂层研究

利用DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以高纯石墨为电极,在TC4钛合金基体表面制备了厚度为70～110 μm的TiC增强金属Ti基复合涂层.利用SEM、XRD、EDS、AES和XPS等检测手段分析了涂层的形貌、组织、物相和化学组成,利用显微硬度计测试了涂层截面显微硬度.结果表明:涂层主要由TiC、Ti和C相组成,TiC是电极材料与基体材料反应形成的新相,是涂层的主要组成相;涂层组织致密、均匀、连续,涂层与基体形成良好的冶金结合;涂层硬度呈梯度变化,随着距表面距离的增大而减小,涂层最大硬度是基体的5.7倍.     

处理温度对电沉积银石墨复合镀层接触电阻的影响

使用电沉积方法在铜基表面分别制备了纯银层、银石墨复合镀层和纯银/银石墨复合镀层,研究了处理温度对3种镀层接触电阻的影响。研究表明,室温时相同力矩下复合镀层与纯银镀层相比具有更低的接触电阻,5 N·m力矩下纯银镀层、银石墨复合镀层和纯银/银石墨复合镀层的接触电阻分别为24.9、19.4和19.9μ?。25~240℃处理后,3种镀层的接触电阻变化不大。240~600℃处理后,纯银镀层和纯银/银石墨复合镀层的接触电阻随温度增加而逐渐增大,600℃处理后5 N·m力矩下分别为54.3和42.6μ?;银石墨复合镀层的接触电阻随温度增加而迅速增大,480℃处理后已达125.5μ?,镀层表面出现严重"脱皮"现象。     

TA15钛合金碳钨元素激光表面合金化组织及耐磨性能

针对钛合金耐磨性差的问题,利用WC颗粒与TA15钛合金粉末混合采用激光表面合金化技术在TA15钛合金表面成功制得以溶入W元素的β-Ti为基体、初生及共晶TiC/(TiW)C为增强相的表面改性层。结果表明,改性层由于钨元素与碳元素的添加,显微硬度得到提高,耐磨性能提高了2～3倍。TiC/(TiW)C硬质增强相为提高改性层的耐磨损性发挥了重要作用。     

铸造钛合金表面氩弧熔覆钛基复合材料的研究

使用氩弧熔覆技术在铸态ZTA15钛合金表面预置石墨粉,获得厚度约1mm的钛基复合材料熔覆层。熔覆层内主要相为α-Ti和TiC,且TiC相以树枝晶形态弥散分布。熔覆层显微硬度最高可达HV_1443,相比铸态基体硬度值提高了33%。     

BT20钛合金电火花沉积TiC涂层的微观组织研究

以石墨为电极，采用电火花沉积的方法在BT20钛合金表面制备TiC强化涂层。通过XRD、SEM、EDS和EPMA等检测手段对涂层的微观组织进行研究。结果表明：TiC强化层是反应涂层，强化相TiC由电极元素C和基体元素Ti反应生成。涂层的厚度不均匀，但涂层与基体实现了冶金结合。     

简化预处理辅助化学镀制备Cu包覆TiC复合粉末

研究了一种简化预处理辅助化学镀工艺制备Cu包覆TiC复合粉末.利用场发射扫描电子显微镜和能谱仪分析了原始TiC粉末,预处理之后的TiC粉末,Cu包覆TiC复合粉末的表面形貌和成分,同时也阐述了Cu镀层的生长机理.结果表明,经过简化预处理之后的TiC出现了很多表面缺陷,Cu能够均匀的包覆在TiC颗粒表面.其生长机理如下:经过预处理之后的TiC出现很多表面缺陷,成为化学镀过程中的活性点;化学镀过程中,Cu在TiC表面的各个缺陷处形核长大;Cu与Cu之间相互接触相互作用形成密集的网状结构最终形成致密的Cu镀层.     

TC4钛合金表面激光熔覆WC增强镍基复合涂层的组织及耐磨性

为提高TC4钛合金的耐磨性,利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备Ni60+50%WC和d22粉末打底+(Ni60+50%WC)两种耐磨复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)来表征涂层的微观结构和物相组成;使用HV-1000显微维氏硬度计、HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机和WDW-100D电子万能试验机来分析涂层的性能。结果表明：两种涂层均由W2C、TiC、Ni17W3、Ni3Ti和TixW1-x相组成,两种涂层不仅与基体呈现出优异的冶金结合,而且组织均匀致密,没有裂纹瑕疵;由于涂层中存在着原位合成的硬质相和细晶强化共同作用使得涂层硬度显著提高,约为TC4基体的2.8倍;两种涂层的摩擦系数(COF)和磨损量都远低于TC4钛合金基体,耐磨性能比基体提高了近17倍;Ni60+50%WC复合涂层和d22粉末打底+(Ni60+50%WC)复合涂层的剪切结合强度分别为188.19 MPa和49.11 MPa。结论：两种涂层均能显著改善TC4钛合金基体表面的硬度和耐磨性能,其中Ni60+50%WC复合涂层在硬度、耐磨性和结合强度等方面表现得更出色。     

TC4钛合金表面TiC涂层的制备、组织与性能

采用激光熔融法在TC4钛合金表面制备TiC涂层,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和磨损实验机等仪器观察和分析涂层的组织与性能。结果表明,所制备的TiC涂层摩擦系数低、耐磨性能好,且与基体为冶金结合。TiC涂层的主要物相有TiC、γ-Ni、β-Ti、Cr和VC等。     

钛合金表面氩弧熔覆TiC增强复合涂层组织与性能分析

把石墨粉末预涂在钛合金表面上,利用氩弧熔覆技术成功制备出原位自生TiC增强的金属基复合涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了熔覆涂层的显微组织,探讨了增强相TiC的生成机制;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机考察了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明,氩弧熔覆涂层组织均匀致密,原位自生TiC呈树枝晶和细碎的条状均匀地分布于整个涂层中;由TiC增强的复合涂层明显地改善了钛合金的表面硬度．平均硬度约为700HV0．2且沿层深方向呈梯度分布;涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性明显优于基体,约为钛合金的10．5倍．     

钛合金叶尖保护涂层的制备与表征

通过对TC4钛合金基体进行表面活化处理,并采用复合电镀技术,在钛合金基体上制备了结合力良好的Ni-c BN复合镀层。研制的复合镀层能够减少航空发动机钛合金叶片叶尖的摩擦磨损、杜绝"钛火"事故。进行了镀层的高温摩擦磨损试验以及与镍基封严涂层的磨削试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对涂层性能进行表征。结果表明:采用的钛合金基体表面活化处理技术,可保证复合镀层具有良好的结合力;同时,研制的Ni-c BN复合镀层对封严涂层具有良好的磨削能力和较低的摩擦系数,可以有效保护钛合金叶尖。     

TC2钛合金电镀铜的应用

研究了一种新的工艺方法,通过对钛合金表面活化、氢化处理,有效地解决了钛合金自氧化导致表面镀覆的难题,在氢化处理后进行电镀铜,并对镀层进行热处理加工,获得了结合力良好的铜镀层,显著提高了钛合金表面的导电性和防接触腐蚀性能。     

TC4钛合金热浸铝镀层的微观组织结构及性能

采用热浸镀铝的方法,以饱和K2Zr F6水溶液作为助镀剂,在TC4钛合金表面获得Ti-Al金属间化合物层。结果表明:热浸铝时间的长短对镀层厚度及热扩散后的组织结构及性能均无明显影响;TC4钛合金经760℃热浸镀铝10 min得到一层热浸镀层,主要相为Ti Al3相,热浸镀铝基体组织为α+β组织;上述热浸镀铝试样,1000℃下热扩散6 h,表面化合物层组织具有魏氏组织结构特征,基体为初生α相和次生α相,可有效提高TC4合金的硬度及耐磨性。     

利用双层辉光放电形成Mo-N硬质镀层

用双层辉光放电在钛合金Ti6Al4V表面形成了Mo-N硬质镀层。用X射线衍射仪和纳米压入仪分别对镀层的相结构、硬度和弹性模量进行了研究，并用涂层压入仪对镀层与基体间的结合强度进行了测定。结果表明：Ti6Al4V表面形成了均匀的Mo—N硬质镀层，镀层厚约10μm，由面心立方结构Mo2N化合物构成；Mo2N硬质镀层的硬度和弹性模量分别为13．80GPa和261．65GPa;镀层与基体间具有较好的结合强度。     

不同喷枪配置制备TiC/NiCrMo涂层组织结构及性能

采用SG-100型等离子喷涂喷枪,使用亚音速(Subsonic)和马赫一(Mach I)两种不同喷枪配置,在Q235钢表面制备了TiC/NicrMo涂层.用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分别对这两种涂层表面、截面形貌、相成分以及元素分布进行了分析.同时对两种涂层孔隙率、显微硬度及耐磨损性能进行了对比.结果表明,Mach I喷枪制备的涂层比Subsonic喷枪制备的涂层致密,孔隙率较小,涂层与基体结合良好,滑动磨损性能优于Subsonic涂层,显微硬度略高于Subsonic涂层;Subsonic喷枪制备的涂层与基体结合界面有分离现象出现,涂层中有较大空隙存在.两种涂层中TiC均发生氧化,生成TiO2;TiC与Mo也发生反应生成Mo2C.     

TC4钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层组织和耐磨性能

采用HL-5000型横流CO2 激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面平整、细密、消除了裂纹与孔隙的TiC复合涂层.通过SEM、EDAX、XRD、HXD-1000TMC型显微硬度计和HT-600型高温摩擦磨损试验机,分析了熔覆层的显微组织、成分、物相,测试了激光熔覆层的显微硬度和滑动摩擦磨损性能.结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶,熔覆层的显微硬度达880～ 1087 HV0.1,耐磨性能比TC4钛合金显著提高.