超音速火焰喷涂微米碳化物涂层的组织与性能

WC-Co,NiCr-Cr3C2喷涂层耐冲蚀、耐磨性优良,但耐盐酸腐蚀报道较少.为此,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co和Cr3C2-NiCr涂层,测定了涂层的孔隙率和结合强度,用XRD分析了涂层腐蚀前后的相结构及在1 mol/L HCl溶液中浸泡涂层材料的失重情况,分析了涂层的均匀腐蚀机理.结果表明:WC-Co和Cr3C2-NiCr涂层组织较为致密,孔隙率分别为2.67%,4.39%,结合强度分别为49.576,41.023 MPa.Cr3Cr2-NiCr涂层中相结构复杂,涂层中Cr3C2少量分解且含有非晶相;经1 mol/L HCl溶液浸泡后WC-Co涂层和Cr3C2-NiCr涂层失重较少.涂层的腐蚀机理为选择性腐蚀.缺陷越少涂层的耐蚀性越好,减少涂层中的孔隙、显微裂纹和夹杂等缺陷是提高涂层耐蚀性的关键.     

用镍基薄带钎料真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的组织和性能

提出了一种采用薄带钎料进行真空熔结的新方法，用BNi-2薄带钎料粘贴在Cr3C2-NiCr预置层表面进行了真空熔结处理，对涂层的组织和微动磨损性能进行了研究。结果表明，真空熔结涂层组织致密，涂层与基体、涂层内部硬质相与粘结相之间可形成良好的冶金结合。涂层主要由Cr3C2，Cr7C3，Cr23C6，Ni的硼化物、Cr的硼化物等硬质相和镍基固溶体韧性相组成。基于致密的组织、良好的结合和硬质相强化，真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的抗微动磨损性能明显优于等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层和1Crl8Ni9Ti不锈钢。     

激光熔覆NiCr/Cr3C2-WS2自润滑耐磨涂层的高温摩擦学行为

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9不锈钢基体上制备NiCr/Cr3C2耐磨涂层与NiCr/Cr3C2-30%WS2耐磨自润滑涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相组成及显微组织。在室温、300℃和600℃下分别测试了上述涂层的干滑动摩擦学性能,并讨论其磨损机理。实验结果表明:添加WS2的熔覆涂层主要有Cr7C3、(Cr,W)C碳化物增强相、γ-(Fe,Ni)/Cr7C3共晶增韧相、WS2及CrS润滑相。两种涂层都随温度的升高,摩擦因数降低,而磨损率增大。在室温及300℃时,添加WS2涂层由于润滑相的作用拥有较好的减摩耐磨性能。在600℃时,由于涂层中碳化物硬质相的强度降低,两种涂层的磨损率显著增大。     

纳米Cr2O3对环氧涂层耐腐蚀性的影响

利用燃烧法制备粒径为10-20 nm的球状纳米Cr2O3。将纳米Cr2O3粉体添加到环氧涂层中,根据电化学阻抗谱和盐雾试验研究Nano-Cr2O3对环氧涂层耐蚀性的影响。结果表明,Nano-Cr2O3可显著提高环氧涂层耐蚀性。Nano-Cr2O3主要在涂层中提高涂层耐蚀性起到两方面作用:一是减少了孔隙率,增加了涂层的物理屏蔽作用;二是Cr3+离子直接与溶液中腐蚀热镀锌所产生的Zn2+、OH-离子反应,生成了不溶性的Zn Cr2O4隔离层。     

等离子喷涂Cr3C2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层的摩擦学特性

考察了等离子喷涂Ｃr3C2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层通过不同配副组成摩擦副的摩擦学特性,并应用ＳＥＭ、ＸＲＤ和ＸＰＳ对磨痕进行了分析,结果发现,等离子喷涂Ｃr3C2-NiCr涂层及其表面化学镀Ni镀层自配副组成摩擦副,均表现出较大的摩擦系数和磨损系数,但是,Ｃr3C2-NiCr涂层表面化学镀Ｎi镀层与Ｃr3C2-NiCr涂层配副组成摩擦副,在干摩擦条件下,能达到０．１２的摩擦系数和接近１０^6mm^3(Nm)^-1的磨损系数,上述结果是由于Ｃr3C2-NiCr涂层的磨损机理从强烈的层状颗粒剥落转变为沿气孔和微裂纹等处的颗粒断裂。     

粘结相含量对超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层冲蚀磨损的影响

采用不同粘结相含量的粉末,运用超音速火焰喷涂方法制备了Cr3C2-NiCr涂层。运用干砂冲蚀磨损试验机检测不同冲蚀角度下涂层的冲蚀磨损性能,研究粉末粘结剂含量对沉积涂层冲蚀磨损性能的影响。运用扫描电镜技术观察并分析Cr3C2-NiCr涂层冲蚀磨损失效行为。结果表明:粘结相含量不同的HVOF喷涂涂层均表现出脆性材料的冲蚀磨损特性,随冲蚀次数的增加失重量呈近似线性增加;粘结相在涂层中的分布形式影响涂层的抗冲蚀性能,但不改变冲蚀失效的主要机制。     

TA15表面激光熔覆镍基和钴基涂层组织和性能对比研究

本工作探究了钛合金TA15表面激光熔覆镍基和钴基合金对涂层摩擦磨损性能的影响.采用2 kW光纤激光器,在TA15表面分别制备了Ni60A-50％Cr3 C2-1.0％Y2 O3和Stellite6-5％TA15-2.5％Y2 O3复合涂层,利用SEM、EDS和XRD分析涂层的组织和物相,利用显微硬度计测量涂层的硬度,利用MMG-500三体磨损试验机进行摩擦磨损试验.两种涂层和基体均呈良好的冶金结合,镍基涂层主要由 γ-(Fe,Ni)、TiC和Cr3 C2等相组成,钴基涂层主要由γ-Co、TiC、Co3 Ti和Cr5 Si3等相组成.镍基涂层结合区组织是平面晶和柱状晶,涂层中部组织是树枝晶和枝晶间的共晶组织,涂层顶部是等轴晶.而钴基涂层结合区组织是平面晶、柱状晶和块状晶,涂层中部是棒状组织和树枝晶,涂层顶部是等轴晶.镍基和钴基涂层显微硬度分别为1209HV0.2和1072HV0.2,约为TA15显微硬度(330HV0.2)的3.7倍和3.2倍.两种涂层的耐磨损性能均显著提高,但镍基涂层的耐磨效果比钴基涂层更好.     

爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。     

激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-WS_2自润滑耐磨涂层的高温摩擦学行为EI北大核心CSCD

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9不锈钢基体上制备NiCr/Cr3C2耐磨涂层与NiCr/Cr3C2-30%WS2耐磨自润滑涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相组成及显微组织。在室温、300℃和600℃下分别测试了上述涂层的干滑动摩擦学性能,并讨论其磨损机理。实验结果表明:添加WS2的熔覆涂层主要有Cr7C3、(Cr,W)C碳化物增强相、γ-(Fe,Ni)/Cr7C3共晶增韧相、WS2及CrS润滑相。两种涂层都随温度的升高,摩擦因数降低,而磨损率增大。在室温及300℃时,添加WS2涂层由于润滑相的作用拥有较好的减摩耐磨性能。在600℃时,由于涂层中碳化物硬质相的强度降低,两种涂层的磨损率显著增大。     

超音速火焰喷涂Ni基涂层组织与性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并研究了涂层的显微组织和性能.结果表明:使用烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度、显微硬度均高于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层,Ni包C涂层中产生大量的气体并含有许多的未熔软质相,使得其孔隙率最大,结合强度、显微硬度最低;镍在涂层中起粘结作用,镍含量的增加能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;涂层中起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度.     

块体非晶合金及其涂层的电化学行为

采用铜模吸铸法制备了直径为2mm的Fe58Cr12Mo7C15B6Y2和直径为4mm的Fe55Cr12Mo10Cu2C13B6Y2两种块体非晶合金.利用电弧喷涂方法将相同成分的粉芯丝材喷涂在Q235基板上.对涂层进行的结构分析表明,涂层由非晶相和晶化相共同组成,涂层中含有＜2%的孔隙.涂层和块体非晶合金电化学腐蚀研究结果表明,块体非晶合金在极化过程中发生了多次钝化现象,涂层在电化学反应过程中钝化现象比较短暂.非晶样品和涂层之间电化学性能的差异与涂层成分和结构的不均匀性有关.     

WC-10Co-4Cr涂层在不同温度酸与NaCl溶液中的耐腐蚀性能

为提高1Cr18Ni9Ti不锈钢在NaCl和酸溶液环境中的耐磨损性能,利用等离子喷涂制备两种晶粒WC-10Co-4Cr涂层,研究其在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液与酸溶液(pH=5.0)中的耐腐蚀性能。结果表明:涂层中含有WC,W_2C,W以及η相(Co_xW_xC)。两种涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位均高于1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位。在不同温度酸溶液(pH=5.0)中,纳米WC-10Co-4Cr涂层的电位差随温度的变化最小。涂层在NaCl和酸溶液中腐蚀机制分别为:WC-10Co-4Cr涂层表面吸附氧粒子与涂层中的Co和WC在3.5%NaCl溶液中形成电偶;在酸溶液中(pH=5.0),涂层中的Co溶解形成Co²⁺离子,和WC相直接形成电偶腐蚀,导致涂层表面出现孤立的WC颗粒。     

变温状态下硬质合金涂层的腐蚀及摩擦磨损性能

WC-10Co4Cr与NiCr-Cr3C2等硬质合金涂层具有很强的防腐蚀性能和耐磨性能,常被应用于各类腐蚀磨损环境中.为研究温度变化对硬质合金涂层腐蚀性能及摩擦磨损性能的影响,采用超音速火焰喷涂工艺在304不锈钢基体上制备了WC-10Co4Cr和NiCr-Cr3C2硬质合金涂层,利用XRD、电化学测试以及滑动磨损测试等方法,研究了环境温度上升时涂层耐蚀性能的变化,并分析了腐蚀对涂层摩擦磨损性能的影响.结果 表明:当环境温度从25℃上升至60℃后,WC-10Co4Cr和NiCr-Cr3C2涂层在0.5 mol/L H2SO4溶液中的腐蚀电流密度分别增加了2.7倍和23.9倍.滑动磨损测试中,腐蚀前,WC-10Co4Cr涂层与蓝宝石研磨球摩擦前后的质量损失为1 mg,约为NiCr-Cr3 C2涂层的1/5;腐蚀后,WC-10Co4Cr与NiCr-Cr3C2涂层磨擦前后的质量损失分别增加了1.9倍和2.9倍.WC-10Co4Cr涂层的主要失效形式是磨粒磨损,而NiCr-Cr3C2涂层在滑动磨损测试时的主要失效形式为磨粒磨损与黏着磨损并存.腐蚀能加剧涂层的磨损速率,并对涂层在磨合阶段的摩擦行为产生影响.     

等离子喷涂CNTs/Al2O3复合涂层力学性能研究

通过等离子喷涂工艺制备了不同碳纳米管含量的CNTs/Al2O3复合涂层,系统研究了碳纳米管含量对涂层孔隙率、洛氏硬度和断裂韧性的影响规律。实验结果表明:采用喷雾干燥工艺制备的CNTs/Al2O3颗粒为球形,CNTs均匀分布在团聚颗粒的表面;部分CNTs经等离子喷涂后保留在沉积涂层内部并且与Al2O3基体形成冶金结合,起到一定桥接作用。涂层孔隙率和洛氏硬度值均随CNTs含量的增加呈现降低的趋势。随CNTs含量从6%(质量分数)增加到12%(质量分数),CNTs增韧效果的增强和涂层孔隙率的降低导致涂层断裂韧性值从48MPa增加到90MPa。     

铝粉含量对锌铝涂层微观形貌和耐蚀性的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、动电位极化技术及电化学交流阻抗技术,研究了3种不同铝粉含量的锌铝涂层表面形貌,以及涂层在3.5%NaCl溶液中的浸泡24h的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、阳极钝化情况和阻抗的变化。结果表明:随着铝粉含量的增加,涂层表面逐渐变得光亮、平整;涂层的自腐蚀电位依次升高,自腐蚀电流密度依次降低,当铝粉含量为50%时,涂层动电位极化曲线不存在钝化现象。涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡24h的电化学阻抗谱拟合结果显示,铝粉含量较高时,涂层表面形成氧化膜,使得涂层的阻抗增大,降低水的渗入。     

纳米Al2O3封孔对电弧喷涂3Cr13涂层耐腐蚀性能的影响

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备了约150μm厚的3Crl3涂层,并采用3种添加不同含量的纳米AlO3异丙醇溶液的有机硅树脂对其进行封孔处理,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的微观组织和物相组成进行分析,采用全浸泡腐蚀、乙酸盐雾腐蚀以及电化学腐蚀试验研究了未封孔及封孔涂层的耐腐蚀性能。结果表明：3Crl3涂层的物相组成主要为α—Fe（Cr）和Cr2O3涂层为典型的层状堆积结构,孔隙率约为11％;涂层封孔后的耐腐蚀性能明显优于未封孔涂层的,而且添加质量分数为6％的纳米AIz03异丙醇溶液的有机硅封孔剂对3Crl3涂层耐腐蚀性能的提高最为显著。     

真空熔覆WC颗粒增强复合涂层中WC溶解行为的研究

研究了真空熔覆条件下三种不同成分镍基WC复合涂层中WC颗粒的溶解行为.结果表明:Ni60A-WC复合涂层中,WC的溶解从边缘发生,以复合碳化物Fe6W6C的析出为主;Ni25B-WC复合涂层中,WC溶解方式表现为整体的"疏松分离"、部分WC的桥接及团聚;Ni22AA-WC复合涂层中,WC仅发生局部的疏松溶解.WC中W,C和基体中w,C含量的浓度差大,基体中Cr,Fe含量高,都会加速WC颗粒的溶解行为.     

SiO2或TiO2纳米粒子/含氟聚丙烯酸酯复合涂层的制备及其防腐蚀性能

通过在含氟聚丙烯酸酯(PFHI)溶液中添加固体纳米粒子,经涂覆热固化后得到了厚度约为1 μm的SiO₂或TiO₂纳米粒子/PFHI复合涂层,考察了SiO₂或TiO₂两种纳米粒子质量分数对复合涂层表面性质和防腐蚀性能的影响。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试研究了复合涂层在3.5wt% NaCl溶液中的电化学防腐蚀性能,并运用XPS、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、TG-DTA、SEM、光学接触角(OCA)手段对复合涂层进行表征。结果表明,添加SiO₂或TiO₂纳米粒子均可大幅提高PFHI涂层的电化学防腐蚀性能,SiO₂与PFHI质量比为0.3的SiO₂/PFHI复合涂层电荷转移阻抗值R_ct与PFHI涂层相比上升了2个数量级。SiO₂或TiO₂纳米粒子增大了涂层表面粗糙度,与PFHI紧密结合形成致密的复合涂层,提高了涂层的疏水性和致密性,从而改善了涂层的抗腐蚀性能。      

两种AC-HVAF喷涂WC涂层微观组织以及耐蚀性研究

利用AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了WC-10Co-4Cr,WC-12Co涂层,并利用XRD,SEM,电化学以及盐雾实验分析了涂层的微观组织以及耐蚀性.结果表明:两种涂层相组成与其粉末一致,未出现其他喷涂技术普遍存在的W2C以及W,AC-HAVF喷涂技术可以有效的抑制WC的分解;两种涂层都很致密且与基体结合良好,孔隙率低;电化学以及盐雾实验发现,WC-10Co-4Cr涂层的耐蚀性好于WC-12Co涂层,并较基体0Cr13Ni5Mo不锈钢有较大的提高,粘结相中Cr元素的加入以及孔隙率低是WC-10Co-4Cr涂层耐蚀性优异的重要原因.     

Al-Si涂层对不锈钢电化学腐蚀行为的影响

Al-Si涂层能提高不锈钢的耐蚀性,但目前对其缺乏深入研究。采用料浆法与真空扩散相结合的方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备Al-Si、Al-Si-Cr、Al-Si-Y涂层,测试了各涂层在3.5%(质量分数)NaCl溶液和0.05mol/L H_2SO_4+0.25 mol/L Na_2SO_4溶液中的电化学腐蚀性能以及其在6.0%FeCl_3溶液中的浸泡失重速率,并观察腐蚀形貌。结果表明:涂层试样的电化学腐蚀性能优于不锈钢基材的,Al-Si、Al-Si-Cr及Al-Si-Y涂层试样在6.0%FeCl_3溶液中的腐蚀失重依次降低,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀孔径依次减小,在0.05 mol/L H_2SO_4+0.25 mol/L Na_2SO_4溶液中的腐蚀孔径先减小后增大;涂层使不锈钢耐腐蚀性能有了很大的提高,这是由于涂层表面形成了更为致密的钝化膜。