CrN/MoS2固体自润滑复合膜的制备、显微组织和摩擦学性能

采用磁控溅射与低温离子渗硫复合处理工艺原位合成了CrN/MoS2固体自润滑复合膜。采用X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱仪(AES)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对CrN基固体自润滑复合膜的显微组织进行分析。并通过CETR滑动磨损试验机,对CrMoN复合膜及CrN/MoS2自润滑复合膜的摩擦学性能进行了比较研究;通过SEM对磨痕形貌进行了观察。结果显示,CrMoN复合膜经渗硫处理后,主要合成了MoS2润滑相,渗硫层厚度约为500 nm,主要相结构为CrN与MoS2及少量MoN。与CrMoN复合膜相比,CrN/MoS2固体自润滑复合膜摩擦系数较低、磨损体积较小,具有较好的耐磨性和减摩性。同时,对CrN/MoS2固体自润滑复合膜的成膜机理及磨损机制进行了探讨     

Al_2O_3/MoS_2复合涂层的制备及摩擦磨损性能

以大气等离子喷涂工艺制备的Al_2O_3陶瓷涂层为模板,利用陶瓷涂层中存在的孔隙和微裂纹,采用水热反应在其内部原位合成具有润滑特性的MoS_2,制备出Al_2O_3/MoS_2的复合涂层。结果表明,通过水热反应在陶瓷涂层原有的微观缺陷中成功合成了MoS_2,合成的MoS_2固体粉末呈类球形状,并且这球状的粉末是由纳米片层状的MoS_2搭建组成的。摩擦试验结果表明,与纯Al_2O_3涂层相比,复合涂层中由于MoS_2润滑膜的形成,其摩擦因数和磨损率都显著降低,且载荷越大,复合涂层的摩擦性能越好。     

磨损条件对等离子熔覆TiB2-TiC/Ni复合涂层磨损性能的影响

利用等离子熔覆技术以Q235低碳钢为基体制备了TiB_2-TiC强化Ni基复合材料涂层,涂层中的主要物相为TiB_2、TiC和γ-Ni,硬度达1 050 HV0.5,涂层与基体呈冶金结合状态。分别采用Al2O3陶瓷球和不锈钢球为对摩副,在30、60和120 N磨损载荷下进行往复干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Al2O3陶瓷球为对摩副时,低载荷下(30 N)表现为微切削磨损形式;60 N载荷时,出现压实层的结构,降低了摩擦因数,磨损机理转变为粘着磨损的形式;当载荷增加到120 N时,磨损机理为氧化磨损和剥层磨损。而采用不锈钢磨球时,涂层硬度大于对摩不锈钢球硬度,磨球发生剪切破坏,部分转移到涂层表面,相对于Al2O3陶瓷磨副时具有更大的粘着效应,且随着载荷的增大转移量增加,粘着磨损加剧,所以摩擦因数呈现出随着载荷加大一直上升的趋势。     

水性环氧粘结固体润滑涂层的摩擦学性能研究

水性环氧粘结固体润滑剂,以水作为分散介质,具有价格低廉、无毒、不燃等优点,并且不含VOC,是一类有很好的发展前景的环保型润滑剂。制备了一种环保型的含MoS2、石墨和Sb2O3的性能优良的水性环氧粘结固体润滑剂,其具有优异的理化性能和摩擦学性能,尤其是在微动磨损的条件下,其摩擦学性能优于有机溶剂型粘结固体润滑涂层对比样品。环保的摩擦学性能优异的水性环氧粘结固体润滑剂的制备,为环保型润滑剂的发展提供了很好的依据。     

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。     

TiO2溶胶对Cu-Sn镀层微观组织结构和性能的影响研究

为了进一步提高Cu-Sn镀层的硬度和耐磨性,在保持镀层自润滑性能的基础上,采用纳米溶胶技术与复合电镀技术相结合的方法,将纳米TiO₂溶胶加入到电解液,制备获得TiO₂纳米粒子强化的Cu-Sn-TiO₂复合镀层。通过对显微硬度、摩擦学性能和微观组织结构的分析表明,适量纳米TiO₂溶胶的加入,细化了Cu-Sn镀层组织,提高了镀层的致密性,硬度和耐磨性均较Cu-Sn镀层显著提高。     

等离子反应合成Ni60B-TiN梯度涂层的组织与性能

目的 获得一种既具有一定厚度又能保持优异性能的厚涂层,期望广泛用于机械设备零件的表面强化以及再制造。方法 采用反应等离子喷涂技术在42CrMo钢基材上制备不同Ti N含量的Ni60B-TiN复合涂层并对比其组织和性能,选取最优成分含量作为梯度涂层的工作层,从而确定成分梯度范围,并对梯度化设计的Ni60B-TiN梯度涂层与复合涂层进行了性能对比。利用XRD、SEM、EDS分析涂层物相组成和微观组织形貌,观察涂层磨损形貌,分析磨损行为。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机测量涂层的显微硬度和耐磨性。采用三点弯曲试验和黏结试样拉伸法测量涂层的弹性模量和结合强度。结果 反应等离子喷涂技术制备的Ni60B-TiN涂层组织致密,没有未熔颗粒的存在,仅存在少量孔隙,涂层主要由Ni基合金相(γ-Ni、Cr_1.12Ni_2.88、FeNi₃)和Ti N相组成。30%TiN含量的涂层具有最佳的组织均匀性、最小的磨损痕迹宽度和磨损体积(0.68 mm³),耐磨性能最好,选其作为梯度涂层的工作层最佳。梯度化设计后的涂层应力得到有效...     

等离子喷涂Ni/MoS2涂层干滑动摩擦磨损

对等离子喷涂的四种不同MoS2含量的Ni/MOS2涂层的干滑动摩擦磨损性能和机制进行了试验和探讨。结果表明，MoS2的质量分数为30％时磨损率最小；磨损机制主要为磨粒磨损；较大载荷下、MoS2较多时导致其磨损率急剧增大的原因，与润滑膜破坏引起的疲劳磨损和粘着磨损有关。     

反应等离子喷涂Ni3Al涂层的组织与性能

为了满足高温热防护的需求,采用等离子喷涂技术制备Ni3Al复合涂层,并详细研究了涂层的组织结构、结合强度、热震性能及高温抗氧化性能。结果表明,由于Ni、Al粉体之间接触充分,喷涂过程中,完全反应生成了Ni3Al中间相,并放出大量的热,涂层与基体呈微冶金结合,结合强度较普通镍包铝涂层高30%~40%,并具有良好的抗热震性和高温抗氧化性能     

脉冲磁控溅射MoS2涂层的组织结构及摩擦学性能

采用单极性脉冲磁控溅射技术在A286基体表面制备MoS₂低摩擦系数涂层(LFC)。利用XRD、SEM等手段表征涂层的成分与微观组织;采用原位纳米力学测试系统、球-盘式摩擦磨损试验机分析涂层的力学和摩擦学性能,并探讨了脉冲偏压对涂层结构、力学和摩擦学性能的影响。结果表明,脉冲偏压由300V增加到600V,MoS₂涂层择优取向发生了(002)向(100)转变,当脉冲偏压增至800V时又恢复(002)择优取向,;随着脉冲偏压的增加,涂层的硬度及弹性模量出现先减少后增大趋势,摩擦系数在0.065~0.076范围内波动,呈现出先增加后减小趋势;偏压为800V的涂层摩擦学性能最佳,其磨损率仅为基体的13.5%。     

纳米-亚微米MoS2涂层的结构和摩擦性能

利用等离子喷沫技术在GCr15钢表面制备了纳米-亚微米MoS2固体润滑涂层。采用MHK-500型摩擦磨损试验机在油润滑条件下测试了MoS2涂层的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了涂层的表面和断面的磨损形貌以及涂层的物相组成。结果表明，纳米-亚微米MoS2涂层的物相主要为六方的MoS2，还有少量的Mo,Mo2S3和MoO3。涂层的晶粒尺寸在100-400nm。与GCr15钢原始表面相比，纳米-亚微米MoS2涂层的减摩耐磨性有了明显的提高。摩擦系数降低近1倍，在载荷为375N的条件下，磨损量也降低近1倍。     

大气等离子喷涂TiO2涂层性能及厚涂层制备工艺

为改善TiO2溅射靶材主要依赖进口的局面,采用大气等离子喷涂技术在不锈钢SUS304平板基体及管状基体上制备了TiO2涂层。利用扫描电子显微镜对涂层形貌进行了观察,并对涂层与基体的结合强度、涂层孔隙率及抗热震性能分别进行了表征。结果表明：粉末熔化及铺展良好,截面可见典型层状结构。涂层与基体以机械结合为主,断裂基本发生在基体与粘结层界面处;涂层的孔隙率较低,同时具有良好的抗热震性能。厚涂层制备过程中,采用循环水冷却方法对不锈钢SUS304管状基体进行冷却,涂层沉积速度快且无开裂和脱落,涂层厚度可达8 mm。通过对冷却装置的改进及喷涂工艺的进一步优化,有望在大尺度管状基体上制备厚涂层以满足溅射蒸镀辊的需要。     

等离子喷涂AT13/MoS2复合涂层的组织和耐腐蚀性

采用等离子喷涂技术在45钢基体表面上制备了4种不同MoS2含量的AT13/MoS2复合涂层,研究MoS2含量对涂层组织和耐蚀性能的影响。结果表明,AT13/MoS2复合涂层的孔隙率随MoS2含量的增加而升高。由于较高孔隙率的原因,AT13/MoS2复合涂层在80℃的10%H2SO4腐蚀介质中耐蚀性能下降。     

MoSi_2含量对MoSi_2/Al_2O_3复合涂层介电与力学性能的影响(英文)

通过喷雾干燥法制备MoSi2包覆Al2O3的壳核结构混合粉,利用该混合粉以等离子喷涂技术制备MoSi2/Al2O3复合涂层材料。研究MoSi2/Al2O3质量比涂层材料的力学和介电性能的影响。结果表明:随着MoSi2含量从0增加到45%,复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别从198MPa和3.05MPa·m1/2增加到324MPa和4.82MPa·m1/2,随后又降到310MPa和4.67MPa·m1/2。在8.2-12.4GHz微波频率波段内,随着MoSi2含量的增加,复合材料的介电损耗增加,而介电常数的实部却呈减小趋势。这主要是由于MoSi2颗粒熔化后的凝聚及导电网络结构的形成导致电导率的增加引起的。     

高速电弧喷涂 FeCrNi / Ni 包覆金刚石复合涂层的摩擦学特性研究

目的研究高速电弧喷涂FeCrNi/Ni包覆金刚石复合涂层的组织结构和摩擦学特性。方法采用高速电弧喷涂技术在45#钢基体上制备FeCrNi/Ni包覆金刚石复合涂层,并对其进行滑动摩擦磨损研究,利用SEM,EDS对涂层的形貌、组织成分进行分析,测定涂层的显微硬度、孔隙率等。结果 FeCrNi/Ni包覆金刚石复合涂层组织致密,孔隙率较低,呈现典型的层状结构。涂层的摩擦系数随着磨损时间的增加而先增大,再趋于平稳。结论由于涂层中加入了金刚石硬质相,涂层具有较高的显微硬度和优异的耐摩擦磨损性能。     

等离子喷涂氮化硼纳米片增强Ni3Al复合涂层的摩擦学性能

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备出六方氮化硼纳米片(BNNP)增强Ni₃Al复合涂层。结果表明,涂层物相主要为原位生成的Ni₃Al和少量Al₂O₃。相比于Ni₃Al涂层,BNNP优异的力学性能和自润滑性能赋予复合涂层良好的减摩耐磨性能,其耐磨性能提高了约1.5倍。Ni₃Al涂层的主要磨损机制是脆性断裂和三体磨粒磨损,BNNP/Ni₃Al复合涂层的主要磨损机制则转变为轻微的磨粒磨损,且磨损表面BNNP润滑转移膜的形成有益于抑制对磨偶件的接触损伤。     

等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 涂层的制备及摩擦性能研究

目的制备等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层,并研究该涂层的摩擦性能和磨损机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2O3复合粉体,用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层。用SEM和XRD等手段分析粉体和涂层的显微结构和物相组成,研究涂层从室温到800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层在室温和高温下的磨损机理。结果 Al2O3颗粒表面均匀包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,包覆层厚度大约为3~5μm;等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层呈典型的层状结构,涂层各层间结合良好,涂层中孔隙率约为2.84%,主晶相为Ni Cr Al合金相和Al2O3相。涂层的摩擦系数随温度的升高逐渐降低,在室温下约为0.64,800℃时在0.4以下。高温下,金属氧化物的形成是摩擦系数降低的主要原因。涂层的磨损率随温度的升高先升高后降低。涂层在低温下为脆性断裂和磨粒磨损,高温下为氧化磨损、磨粒磨损、塑性变形和金属氧化物的转移。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层是一种性能优良的高温固体润滑耐磨涂层。     

激光熔覆Ni45-CaF2-WS2自润滑涂层组织与性能

利用C02激光器,在45号钢表面熔覆Ni45-CaF2-WS2粉末制备自润滑复合涂层,研究熔覆涂层微观组织和摩擦磨损性能及其影响规律。结果表明,熔覆过程中,WS2发生部分分解,形成新的润滑相CrxSy和CaWO4,CaF2的存在对熔池的流动性有极大的改善;涂层的室温及400℃摩擦性能测试也表明,复合自润滑涂层的摩擦因数显著降低,且Ni45-7．5CaF2-7．5WS2（质量分数,％）涂层的摩擦磨损性能较佳。     

T10钢双辉离子渗钛层的组织及摩擦学性能

采用双层辉光离子渗金属技术,在T10钢表面进行渗钛,研究了渗钛层的显微组织和摩擦磨损性能。利用超景深三维显微系统、X射线衍射仪、显微硬度计、能谱仪等分别对渗钛层的组织、相结构、硬度及元素的浓度分布进行检测和分析,用MM-W1万能摩擦磨损试验机研究了渗层的摩擦磨损性能。结果表明:T10钢双辉渗钛后可在表面形成均匀、致密且与基体结合良好的TiC层,渗钛层硬度达到1 100HV0.01以上,且呈平缓的梯度下降。与未处理的T10钢相比,渗钛层的磨损率明显降低,耐磨性增强。     

磁控溅射制备TiWN/MOS2薄膜及其微观结构和摩擦学性能研究

采用磁控溅射方法在40Gr不锈钢基体上,沉积了TiN及TiWN单层薄膜、TiN/MoS2及TiWN/MoS2双层薄膜,对比分析了薄膜的成分、相结构、微观形貌及摩擦学性能.结果表明:根据W含量的不同,TiWN薄膜中,Ti0.67W0.33N膜层具有较高的硬度和弹性模量;TiWN/MoS2薄膜中,TiWN层主要含有TiN和...