原位合成TiC/Ni3Al表面复合涂层

采用铸造工艺结合SHS技术制备出TiC/Ni3Al表面复合涂层材料,研究了涂层的物相、组织和界面形态.结果表明:Ti-C-3Ni-Al体系反应完全,产物为TiC和Ni3Al.表面复合涂层中直径为1～3 μm的TiC颗粒呈球形镶嵌在Ni3Al基体上,且随着TiC含量的提高,颗粒尺寸略有长大、分布更均匀、涂层更致密;涂层与钢基体界面为良好的冶金结合,界面随TiC含量的变化而呈现出不同的形貌,在w(TiC)<45%时,涂层为一整体,从涂层到界面处Ni、Al、Ti、Fe元素呈梯度变化;在w(TiC)≥45%时,涂层出现了分层现象.     

激光原位制备CrFeAlTi复合涂层及性能

利用火焰喷涂和激光原位复合工艺在CLAM钢表面制备了CrFeAlTi复合涂层。利用扫描电镜、基材拉伸法以及摩擦磨损试验机分别分析了复合涂层表面和截面形貌,界面结合性能以及摩擦磨损性能。结果表明:复合涂层表面光整均匀,涂层内部组织致密分布,没有孔洞和裂纹等缺陷,与基体形成了良好的冶金结合。此外,复合涂层与基体之间呈现出较强的界面结合性能,且复合涂层也具有良好的摩擦磨损性能。     

金属陶瓷涂层抗高温冲蚀性能的研究

使用一种金属/陶瓷粉芯线材--铁基Cr3C2型粉芯线材,采用电弧喷涂技术在A3钢基体上制得涂层.使用光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察涂层的微观结构,并进行了硬度测试、磨粒磨损性能和高温冲蚀磨损性能研究.结果表明,涂层具有优异的综合力学性能,特别是在650℃时表现出优异的抗高温冲蚀性能.     

TC4钛合金表面激光原位反应制备TiN涂层及性能研究

TC4钛合金因其具有质量轻、强度高、延展性强等特点,被广泛应用于医学、航空航天等各个领域。近年来,关于钛合金的研究日益深化。为进一步提升钛合金表面硬度,通常采用涂层制备的形式。研究表明使用激光原位反应原理制备的氮化钛涂层具备良好的抗腐蚀性、抗磨损性以及更强的表面硬度。由于钛合金本身硬度不高,在使用过程中极易产生严重的表面磨损,大大缩短钛合金产品的使用寿命,因此,对TC4钛合金进行涂层制备至关重要。良好的涂层性能有助于扩大钛合金材料的适用范围,提升钛合金的综合性能。     

原位合成制备Fe-Ti-Cr-C系复合涂层

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料，利用原位合成法制备了Fe-Ti-Cr-C系复合涂层，涂层表面光滑、平整，与基体为冶金结合。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计，研究了涂层的相组成、组织结构、成分分布和涂层内部硬度分布。结果表明：涂层组织由Fe基固溶体、TiC和Cr3C2组成，TiC和Cr3C2是在加热过程中通过反应原位合成的。涂层中细小的TiC颗粒聚集成为块状，而Cr3C2为针状。在涂层表面与界面之间，涂层显微硬度不断发生变化，其值在涂层中达到最大值。     

TiN涂层的制备及其性能研究

本文通过射频磁控溅射沉积的方法,采用Ti N靶材在基体上制备了氮化钛涂层,并利用扫描电镜、能谱分析仪、划痕仪、超景深显微镜,对制备的氮化钛涂层的宏观、微观形貌及力学性能进行了检测。研究表明,基体表面形成界面结合良好,镀层十分致密,无孔隙和裂纹等缺陷,实验最佳溅射功率为97.5W。     

灰铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合涂层的组织及耐磨性

采用铸造反应合成技术在灰铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合涂层材料,对复合涂层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究。结果表明:Al-Ti-C体系完全反应后可制备出纯净的TiC/Al3Ti表面复合涂层材料,该表面复合材料组织致密,并随着涂层中TiC含量的增加,材料的硬度有所提高,表面复合涂层的硬度明显高于铁基体的硬度,磨损性能也要优于铁基体,明显改善了铸铁的表面硬度和摩擦性能。       

ZrN/TiN复合涂层刀具的制备及其磨损性能研究

采用中频磁控溅射和电弧离子镀两种方法组合在硬质合金基体上沉积ZrN／TiN复合涂层，采用切削试验来研究ZrN／TiN涂层对硬质合金刀具切削性能的影响。结果表明：ZrN／TiN复合涂层提高了硬质合金刀具的硬度，涂层刀具的显微硬度受基体硬度的影响，基体YG6、YT14涂层后的显微硬度分别可达2300HV，2500HV；使涂层刀具切削力的降低了20％；提高了涂层刀具的耐磨损能力。     

高能微弧合金化制备Ni_3Al(Cr)涂层及其高温抗氧化性能

采用高能微弧合金化技术在K3合金表面制备了Ni_3Al(Cr)涂层;对其制备工艺进行了优化,并对涂层在1000℃下的氧化行为进行了研究。结果表明:用高能微弧合金化技术可在K3合金表面制备出微晶涂层,阳极材料采用铸态Ni_3Al(Cr)金属间化合物所得涂层能够与基体形成冶金结合;在1000℃下,所得涂层因晶粒细化可以在较短时间内生成连续保护性富铝/铬氧化膜,而铸态电极和K3合金不能形成连续致密的氧化膜,因此所得涂层比铸态Ni_3Al(Cr)电极和K3合金具有更好的抗氧化性能,并且NiO和尖晶石的生成量也减少。     

纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层及其抗高温腐蚀性能

制备纳米金属间化合物Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并测试其抗腐蚀性能,为利用热喷涂技术治理火电站易损部件腐蚀问题提供有效手段。运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒;运用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层,对比测试了微米、纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能,分别采用抛物线型和幂函数型对腐蚀动力学曲线进行拟合。纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态;纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层表面致密、铺展均匀,截面元素过渡平缓、层片细小;运用幂函数方程对腐蚀动力学曲线的拟合效果更好。通过对腐蚀动力学拟合方程进行求导运算可推算出各复合涂层的腐蚀速率。团聚后的纳米颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能显著高于微米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。纳米Al、Cr优先氧化生成具有保护作用的氧化膜机理解释了纳米涂层抗高温腐蚀性能优异的原因。     

电弧离子镀制备TiN/TiSiN多层涂层及其性能研究

为提高单一TiN涂层的性能,采用AS600DMTXBE型阳极层离子源辅助电弧离子镀系统制备TiN层和TiSiN层厚度比分别为1∶2、2∶2、3∶1的TiN/TiSiN多层涂层。研究不同厚度比的TiN/TiSiN多层涂层的形貌、结构以及性能,并与TiN涂层性能进行比较。结果表明：TiN/TiSiN多层涂层为TiN面心立方结构,其中厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的TiN(111)衍射峰较强;厚度比为1∶2的TiN/TiSiN多层涂层摩擦因数最低,表明掺入Si的含量越大,涂层减摩性能越好;TiN/TiSiN多层涂层的减摩作用、硬度和结合强度都优于TiN涂层,且厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的硬度和结合强度均最大;厚度比为2∶2的TiN/TiSiN多层涂层的耐腐蚀性最高,表明Si元素的掺入能够提升涂层的耐腐蚀性能。     

TiN/C3N4复合涂层的显微结构特征及其与性能的关系

利用扫描电镜和显微硬度及划痕试验对用反应磁控溅射法制备的TiN／C3N4复合涂层进行了较系统的研究，对TiN／C3N4复合涂层的横截面断口形貌进行了观察和分析。结果发现涂层呈平滑脆性断裂，并与呈韧性断裂的高速钢基体之间结合紧密，说明涂层具有很高的硬度和结合强度，能够满足刀具的使用要求。并对涂层的显微组织特征及其形成机理进行了初步讨论。     

激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层的微观组织和高温抗氧化性能

为提高钛合金的高温抗氧化性能,采用激光熔覆原位自生技术,在TC4钛合金表面自行设计并制备了原子百分比为Ti∶Al∶Si=41∶41∶18和Ti∶Al∶Si=35∶35∶30的两种涂层。通过XRD、OM、SEM表征了涂层的微观组织和物相组成;借助管式电阻炉测试了涂层和基体试样在800℃×24h×5次循环氧化条件下的高温抗氧化性能;结合氧化增重和氧化动力学曲线分析了涂层的高温抗氧化机理。结果表明,涂层主要由Ti5Si3、Ti7Al5Si12、Ti3Al、TiAl和TiAl3等物相组成。涂层中没有出现一般激光熔覆所产生的外延生长柱状晶组织,全部为细小等轴晶。在800℃×24h×5次循环氧化条件下,TC4基材单位面积的氧化增重约为35.1mg·cm-2,涂层的约为2.8mg·cm-2和3.3mg·cm-2。两种涂层的高温抗氧化性能较钛合金基材分别提高了12.5倍和10.6倍。激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层能明显改善TC4钛合金的高温抗氧化性能。涂层抗氧化性改善的机理,一方面是表面生成了连续致密的TiO2、Al2O3、SiO2氧化层,阻碍了氧扩散;另一方面是提高了氧化层的黏附性,使氧化层不易从涂层表面剥落,对涂层未氧化部分起到了很好的保护作用。     

不锈钢基体上激光熔覆原位合成制备TiB_2/WC增强镍基复合涂层

采用激光熔覆原位合成技术在不锈钢基体表面制备了TiB2/WC增强镍基复合涂层,用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对涂层进行了分析,并对涂层进行了热震试验。结果表明:涂层致密、厚度均匀、表面平整、无裂纹和孔隙、与基体呈冶金结合;涂层主要由TiB2、WC、γ-Ni等物相组成,细小的TiB2和WC粒子主要分布于γ-Ni枝晶间,可阻碍基体晶粒晶界的推移长大;WC颗粒主要分布于涂层中部和下部区域,原位合成的细小TiB2粒子主要分布于涂层上部;涂层具有较高的抗裂能力,与基体具有良好的结合强度。     

不锈钢基体上激光熔覆原位合成制备TiB2/WC增强镍基复合涂层

采用激光熔覆原位合成技术在不锈钢基体表面制备了TiB2／WC增强镍基复合涂层,用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对涂层进行了分析,并对涂层进行了热震试验。结果表明：涂层致密、厚度均匀、表面平整、无裂纹和孔隙、与基体呈冶金结合;涂层主要由TiB2、WC、γ-Ni等物相组成,细小的TiB2和WC粒子主要分布于γ-Ni枝晶间,可阻碍基体晶粒晶界的推移长大;WC颗粒主要分布于涂层中部和下部区域,原位合成的细小TiB2粒子主要分布于涂层上部;涂层具有较高的抗裂能力,与基体具有良好的结合强度。     

优化TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN多层涂层摩擦磨损性能的研究

通过研究微喷砂处理和使用TiOCN、ZrCN替代TiN顶层对TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN多层涂层摩擦磨损性能的影响,进一步提高TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN涂层刀具的性能.采用化学气相沉积(CVD)在硬质合金基体上沉积TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN、TiN/MT-TiCN/Al2O...     

Al含量对Cr-Al涂层抗高温氧化性能的影响

探究Al含量对Cr-Al涂层的抗高温氧化性能影响,得到最适合Cr-Al涂层的Al元素量,通过磁控溅射沉积技术在锆合金表面制备了4～6μm的铬铝涂层。研究了Al、Cr_(0.5)Al_(0.5)、Cr_(0.9)Al_(0.1)、Cr四种涂层在600℃静态空气环境中氧化270 min,测试涂层对锆合金抗高温氧化的防护作用。结果表明:铬铝涂层对锆合金具有较好的抗高温氧化性能,其中Cr涂层较其他三种抗高温氧化性能最佳。     

不同温度下沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN复合涂层的物相结构和性能

采用高温化学气相沉积技术,于1 000～1 100℃在WC-6%Co硬质合金基体表面制备了TiN/TiCN/Al2O3/TiN复合陶瓷涂层,研究了复合涂层的物相、表面和横截面形貌、显微硬度、界面结合强度和耐磨损性能。结果表明:沉积温度为1 000℃时,复合涂层中Al2O3层为κ相和α相共存;当沉积温度升至1 050℃和1 100℃时,Al2O3层为单一的α相;1 050℃下沉积复合涂层的表面平整、结构致密,1 000℃沉积复合涂层中的TiCN层存在少量孔洞,1 100℃下沉积复合涂层中TiCN层的柱状晶沿某一方向生长比较明显,较高的沉积温度加速了钛元素向Al2O3层的外扩散;1 050℃下沉积复合涂层的显微硬度最大,为1 828HV,该涂层的耐磨损性能最佳,其与基体间的结合强度最高,临界载荷为135.2N。     

MA制备Al-ZrO_2-Y_2O_3涂层的抗高温氧化性能

主要研究了用机械合金化(MA)法在室温下于304不锈钢表面制备的Al-Zr O2-Y2O3涂层在高温条件下的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜(SEM)和高温氧化实验技术分析通过不同高能球磨时间制得的复合涂层的显微形貌、组织结构及抗高温氧化性能。     

Fe3Al金属间化合物及其复合涂层的组织结构与性能

以Fe3Al金属间化合物粉末与WC混合粉末作为喷涂材料,采用热喷涂的方法在Q235钢基体上制备出复合涂层。对涂层组织与性能进行了分析。结果表明：该类涂层组织致密,硬度较高,具有良好的耐磨性能。