等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF_2/CaF_2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能

通过大气等离子喷涂方法,使用自制的含有WC-Co、Cu和BaF2/CaF2共晶体的复合喷涂粉末,制备出WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层。在200℃、400℃和600℃下进行WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层和WC-Co涂层的高温摩擦试验,用扫描电镜观察涂层磨损表面微观形貌。结果表明:200℃时,由于WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层摩擦产物层中含有的WC硬质颗粒引起磨粒磨损,该涂层摩擦因数和磨损率相对较高。而400℃和600℃时,WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层的摩擦产物层中均无WC颗粒存在,且由于涂层中Cu和BaF2/CaF2等固体润滑剂的作用,生成的摩擦产物层光滑且致密,涂层的摩擦因数和磨损率均较低,在400～600℃下表现出比WC-Co涂层优异的耐磨性能。     

超音速电弧热喷涂FeCoCr涂层高温氧化性能研究

利用超音速电弧热喷涂技术在20钢表面制备FeCoCr涂层,在700℃下对试样进行100h高温氧化试验.利用金相显微镜、扫描电镜对试样进行组织形貌分析,利用X射线衍射仪对试样表面进行了物相分析.结果表明:涂层组织致密均匀,与基体结合良好;FeCoCr涂层试样的抗氧化性比基材提高3倍多,其原因是涂层试样氧化后生成致密、无剥落的Cr2O3和CoO氧化膜.     

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。     

粉末冶金法制备NiCr基高温自润滑合金PM304涂层

将粉末粒径为50-100μm的60％Ni80Cr20合金粉末与20％Cr2O3,10％Ag和10％BaF2／CaF2共晶等3种粉末(自润滑相)配料后进行高能球磨,并将球磨粉末冷等静压到Ni基高温合金轴表面,经真空烧结成PM304涂层．测试结果表明,1100℃烧结2 h后,PM304涂层的组织细小致密,润滑相Cr2O3粒子尺寸为100 nm左右、BaF2／CaF2粒子尺寸为1μm左右、Ag粒子尺寸小于5μm,涂层的相对密度为94％,拉伸强度为47 MPa(比相同配料比、离子喷涂制备的PS304的最高拉伸强度高出33％)．在200-800℃温度范围PM304的平均热膨胀系数为12．6×10-6℃．与PS304涂层相比, PM304涂层与Ni基高温合金在20-650℃相对摩擦时,具有较低的摩擦系数．     

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.     

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa-Cr2O3-Cu-Mo涂层高温静态氧化行为

为探究高温润滑耐磨涂层抗高温氧化行为,采用激光辅助等离子喷涂技术(LPHS)在GH4065A镍基高温合金上制备NiCoCrAlYTa-Cr₂O₃-Cu-Mo涂层,研究了该涂层在(850～1000)℃×220 h的抗高温氧化行为。计算得出氧化激活能约为128.5 kJ·mol^-1,850、900、1000℃氧化速率常数分别为1.44×10^-2、3.61×10^-2、7.71×10^-2 mg²·cm^-4·h^-1。结果表明,850℃×220 h氧化后表面生成Al₂O₃为主的连续致密氧化膜,阻碍涂层内部的进一步氧化;1000℃×220 h氧化后表面生成疏松NiO为主,致密Cr₂O₃·NiO为辅的氧化膜。致密氧化膜的生成阻止了涂层及基体的进一步氧化。     

等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能

通过大气等离子喷涂方法,使用自制的含有WC-Co、Cu和BaF2/CaF2共晶体的复合喷涂粉末,制备出WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层。在200℃、400℃和600℃下进行WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层和WC-Co涂层的高温摩擦试验,用扫描电镜观察涂层磨损表面微观形貌。结果表明:200℃时,由于WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层摩擦产物层中含有的WC硬质颗粒引起磨粒磨损,该涂层摩擦因数和磨损率相对较高。而400℃和600℃时,WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层的摩擦产物层中均无WC颗粒存在,且由于涂层中Cu和BaF2/CaF2等固体润滑剂的作用,生成的摩擦产物层光滑且致密,涂层的摩擦因数和磨损率均较低,在400～600℃下表现出比WC-Co涂层优异的耐磨性能。     

热喷涂FeCrAl/WC涂层的组织和高温冲蚀行为

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备高温氧化环境下抗冲蚀磨损FeCrAl/WC涂层。用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对FeCrAl/WC涂层的组织、成分和涂层表面冲蚀磨损形貌进行了分析。用自制的高温冲蚀磨损试验机对FeCrAl/WC涂层在不同温度、攻角下的冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明 ,高速电弧喷涂FeCrAl/WC涂层具有颗粒增强复合材料的层状组织特征。 4 5 0℃以下 ,FeCrAl/WC涂层均呈现韧性冲蚀行为 ;90°攻角时不同温度以及 6 5 0℃时不同攻角对FeCrAl/WC涂层的冲蚀行为影响不大。温度高于 35 0℃ ,FeCrAl/WC涂层具有良好的全攻角冲蚀磨损抗力 ,6 5 0℃棱角状石英磨粒冲蚀条件下 ,FeCrAl/WC涂层的冲蚀磨损抗力为 2 0g钢的 1 .94～ 2 .0 3倍。探讨了FeCrAl/WC涂层高温冲蚀磨损机理     

自润滑涂层的研究现状及发展趋势

0引言 现代机器与机构的运转速度和负荷急剧增高,宇航、核能、军工、低温技术的发展,食品、制药等行业对安全、卫生的要求,使得许多工况条件都要处于无油润滑或少油润滑状态。此时,自润滑材料就显示了独特的优越性。     

耐锌液腐蚀热喷涂涂层的研发现状

生产镀锌板的热浸镀机组中的各种轴承、沉没辊等受锌液的强烈腐蚀,对热镀锌的生产和产品质量有很大影响．热喷涂耐锌液腐蚀涂层是解决这一难题的一种重要的防护方法．本文主要介绍了近年来国内外关于耐锌液腐蚀热喷涂涂层材料的开发及相应的涂层制备技术,系统分析了各涂层材料在锌液中的腐蚀机理和封孔剂在热喷涂涂层耐锌液腐蚀中的重要性,并指...     

等离子喷涂 NiCr-Cr3C2基复合自润滑涂层的组织及摩擦学性能

将NiCr-Cr3C2复合粉和Ni包MoS2粉按不同比例混合,制成三种喷涂粉末,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备复合自润滑涂层,并对涂层的物相组成、显微组织及摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:三种涂层的物相组成相同,主相均为Cr7C3,Ni和MoS2;涂层与基体的结合为机械结合,孔隙率较低,表面有少量微裂纹;喷涂粉末中的Ni包MoS2粉偏少或偏多都会导致涂层的摩擦磨损性能变坏,Ni包MoS2粉质量分数为30%时,涂层的摩擦系数及磨损率最低,分别约为0.36和3.3×10-4mg/s。     

大气等离子喷涂FeCoCrNiAl高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能

目的 研究环境温度对FeCoCrNiAl高熵合金涂层摩擦磨损性能的影响,探讨将其应用于高温及富氧环境中的可行性。方法 采用大气等离子喷涂制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,考察喷涂功率对涂层微观组织的影响;测试涂层的纳米力学性能,分析其对涂层摩擦磨损性能的影响;基于涂层及对偶磨球磨损表面形貌、元素分布及含量、物相组成,讨论涂层在室温及高温环境中的摩擦磨损特性与机制。结果 涂层中形成了白色、浅灰色、深灰色及黑色4种区域,区域颜色随O元素含量增加而加深,涂层纳米力学性能逐渐增加,进而将对其摩擦磨损性能造成影响。20 kW喷涂功率制备涂层的室温摩擦因数、磨损率及磨痕深度均达最佳值,分别为(0.70±0.02)、(9.22±0.01)×10^-5 mm³/(N·m)及(130±10)μm。室温环境下,磨粒磨损、疲劳磨损及塑性变形为涂层的主要磨损机制。20 kW功率制备涂层的摩擦因数、磨损率、磨痕深度等均随摩擦环境温度的升高先增加而后降低,经600℃摩擦试验后分别低至(0.58±0.01)、(6.14±0.01)×10^-5 mm<...     

热喷涂纳米结构热障涂层的最新研究

分析列举了近些年来热喷涂纳米结构热障涂层（TBCs）的最新研究进展和成果。重点比较了热喷涂纳米结构TBCs与传统TBCs之间的性能差异。最后对热喷涂TBCs的研究前景作了展望。     

溶液前驱体等离子喷涂热障涂层的高温稳定性

以锆盐和钇盐水溶液为原料,采用溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)技术制备了氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)热障涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)研究了SPPS涂层在1 200~1 400℃下的相结构和微观结构稳定性。结果表明:沉积态SPPS涂层为亚稳四方相(t′),在1 200℃和1 300℃时未发生亚稳四方相(t′)向单斜相(m)的转变,在1 400℃热处理100h后出现了少量单斜相。在1 200~1 400℃下,SPPS涂层发生了不同程度的烧结现象;随热处理温度升高,SPPS涂层晶粒长大速率增加,在1 200、1 300和1 400℃热处理100h后,最大晶粒尺寸分别约为350、700和1 100nm。同时,在1 400℃下热处理100h后,涂层中仍然存在大量1μm的微孔,表明其具有较好的微孔保持能力。     

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。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6MPa,Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6 MPa, Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2 MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

热喷涂纳米结构涂层研究现状与展望

综述了国内外在利用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展。介绍了热喷涂用纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的制备方法及涂层性能。与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学、摩擦学以及耐磨防腐蚀性能方面均有较大提高。     

粉芯丝材电弧喷涂层高温腐蚀行为

采用电弧喷涂技术，在20钢表面分别使用JCW-B，3Cr13和CrB3种丝材制备涂层。进行了高温氧化试验，并绘制了氧化动力学曲线。结果表明，3种涂层都可以起到保护基体，减缓腐蚀的作用。特别是使用了封孔剂，大大提高了涂层的密封程度，阻止腐蚀气体向基体侵入，提高了涂层的保护能力。其中，CrB涂层的抗热腐蚀性能与3Cr13相似，而优于JCW-B涂层。涂层中存在的CrC、CrO2、Fe2B、CrB等陶瓷相物质有较高的热稳定性，可以较好的保护基体，减缓腐蚀。     

TiAl合金表面EB-PVD制备热障涂层及高温抗氧化性能

利用EB-PVD技术在Ti Al合金表面制备了扩散铝/YSZ热障涂层。采用SEM、EDS和XRD分析了涂层原始及高温氧化后的微观组织及相组成,并测试了高温氧化性能。结果表明:涂层表面YSZ层为致密柱状晶结构,由非平衡四方相t′-ZrO_2组成。Ti Al合金沉积了扩散铝/YSZ热障涂层后高温氧化性能显著提高,氧化动力学曲线呈对数变化规律,900℃高温氧化时,氧化速率为2.2×10~(-5) mg/cm~2·h。1000℃高温氧化时,氧化速率为1.14×10~(-3) mg/cm~2·h。在高温氧化过程中,粘结层与基体之间发生元素扩散,膜基界面消失。在面层与中间粘结层之间形成了均匀连续的热生长氧化物层TGO。